LGU+, 양자내성암호 시대 선도···“내년 상용화 목표”

양자컴퓨터 공격에도 보안···전용회선 양자내성암호 적용

공공‧금융기관부터 적용···5G 등 유무선 통신망으로 확대

사진=LG유플러스

양자컴퓨터의 시대가 다가오면서 보안에 대한 우려가 커지고 있는 가운데, LG유플러스가 이를 방어할 수 있는 양자내성암호 기술에 주목, 생태계를 주도하겠다는 포부를 밝혔다. 양자컴퓨터가 뚫을 수 없는 양자내성암호 기술 기반 다양한 실증사례를 확보하고 내년부터 공공기관과 금융기관 등에 적용하겠다는 계획이다.

LG유플러스는 지난 10일 용산 사옥에서 자사와 크립토랩이 보유한 양자내성암호(PQC) 기술의 특성과 향후 생태계 확대 방안에 대해 소개했다.

기존 컴퓨터는 하나의 비트에 0과 1의 2진법으로 인식해 처리한다. 각각의 0과 1을 기본 단위 비트로 부른다. 컴퓨터는 한번에 1비트씩 계산, 비트량이 늘어날수록 계산에 소요되는 시간이 늘어난다.

양자컴퓨터는 양자물리적으로 0과 1이 동시에 존재할 수 있는 ‘큐비트’로 연산한다. 양자 비트 하나에 0과 1을 동시에 표기, 데이터를 병렬적으로 동시에 처리할 수 있다. 큐비트가 늘어나면 늘어날수록 처리 가능한 정보량이 기존 컴퓨터 대비 기하급수적으로 늘어난다.

양자컴퓨터의 획기적인 연산속도는 산업 발전에 큰 영향을 미칠 것으로 예상되지만 기존의 암호체계를 무력화시킬 것이란 우려도 낳고 있다. 현재 컴퓨터, 인터넷 등에서 활용되는 암호체계의 경우 슈퍼컴퓨터로도 상당한 시간을 들여도 풀지 못하지만 양자컴퓨터가 활용되면 쉽게 깨질 수 있다는 우려다.

실제로 1993년 피터 쇼어는 양자컴퓨터의 양자알고리즘을 이용해 현재 널리 쓰이는 공개키 방식의 ‘RSA 암호’를 빠르게 풀어낼 수 있음을 증명한 바 있다. 또 2019년 구글은 슈퍼컴퓨터로 1만년이 걸리는 문제를 양자컴퓨터로는 수백초면 풀수 있다는 논문을 과학전문지 네이처에 게재해 충격을 준 바 있다.

양자내성암호 기술은 기존 암호화와는 다른 복잡한 수학적 알고리즘을 소프트웨어로 구현, 양자컴퓨터로도 풀 수 없는 암호 기술을 일컫는다. 양자컴퓨터를 사용해 이를 풀어내려 하더라도 수십억년이 걸린다는게 업계 관계자들의 말이다.

이날 기술설명을 맡은 천정희 서울대학교 산업수학 센터장 & 크립토랩 대표이사의 말에 따르면 ‘물리척인 창을 수학적인 방패로 막는 것’이 바로 양자내성암호다.

천 센터장은 “현재 컴퓨터로 연산해 우리의 양자내성암호기술을 풀려면 1000조년이 걸린다”며 “향후 컴퓨터가 비약적으로 발전해도 공개키암호, 전자서명 두가지만 있으면 우리가 기대하는 세상에선 절대 뚫릴 일 없이 대부분의 서비스를 누릴 수 있을 것”이라고 말했다.

일반적으로 공공기관, 금융기관, 대기업 등은 전용회선을 사용한다. 중요한 데이터를 가장 많이 처리하는 회선으로 안전하다고 알려져 있다. 그러나 해커들이 중간 전용회선에 연결해 복호화 해독 과정을 거치면 안에 있는 내용들을 쉽게 탈취할 수 있다.

이에 LG유플러스는 전용회선 서비스에 양자내성암호를 적용했다. 양자내성암호로 보호한 데이터는 양자컴퓨팅으로 해독한다 해도 의미 있는 시간 내요 해독할 수 없게 된다.

양자내성암호 기술은 네트워크 인프라가 적게 들며 장거리 제약이 없어서 긴 구간에서 쉽게 적용할 수 있다는 장점도 있다. 별도의 장비 없이 소프트웨어만으로도 구현 가능하다. 때문에 데이터 전송의 전 계층과 국내외 ▲고객전용망 ▲기간망 ▲Access망 ▲모바일 코어망 등 각종 통신망에 적용 가능하다.

전용회선 구간 뿐만 아니라 일상생활의 다양한 영역에서도 적용 가능하다. ▲금융 거래, 생체 인증 등 인증 ▲인터넷, 5G 등 통신 ▲웹 브라우저, 화상회의 등 애플리케이션 분야에서 활용 가능하다.

LG유플러스는 양자내성암호의 실증사례를 확보하기 위해 다양한 시도를 하고 있다. 지난해 디지털 뉴딜 사업의 일환으로 ▲LG이노텍 평택 공장과 부산IDC를 연결하는 전용회선 640km 구간(산업분야) ▲을지대학병원 오원과 대전 간 전용회선 207km 구간(의료분야)에 양자내성암호 기술을 적용했다. 이어 Inborn ID(일명 반도체 지문) 다요소 인증체계로 강력한 보안을 구현하는 Q-PUF USB(QRNG+PUF) 보안토큰을 현장에 보급키도 했다.

LG유플러스는 디지털뉴딜 사업에서 확보한 실증사례를 바탕으로 향후 5G 등 유무선 통신망에도 양자내성암호 기술을 확대‧적용해 나가고 있다.

올해 LG유플러스는 한국지능정보사회진흥원(NIA)이 주관하는 ‘2021년 양자암호통신 시범인프라 구축‧운영’ 사업에서 ▲코위버(10G급 전송장비) ▲서울대학교 크립토랩(PQC 알고리즘) ▲ICTK(PUF) ▲드림시큐리티(인증/암호화 모듈) 등 파트너들과 함께 참여한다.

LG유플러스는 또 양자내성암호에 더해 양자난수기반 물리복제방지칩(PUF)을 유심(USIM)과 IC카드에 탑재해 ▲개인정보 데이터베이스 관리 ▲안면인식 활용 산업체 출입보안 등 응용서비스에 활용할 계획이다.

구성철 LG유플러스 유선사업담당은 “정부에서 이동통3사와 빠른 상용화를 위해 검토를 하고 있고, 우리도 다른 다양한 속도 기능의 장비 등 일부 개발 들어갔다”며 “모든 것들을 다 개발하고 상용화할 생각은 없으며 순차적으로 빠른시간 내 상용화를 정부와 협의하고 있다. 내년 정도는 할 수 있을 것”이라고 말했다.

이어 그는 “이론적으로 양자내성암호는 관련 기관들과 KISA 등에서 암호인증이 필요하다”며 “시장의 수요가 먼저 있는 부분은 금융이나 공공기관, 다음이 민간으로 열리겠지만 시작은 공공기관과 금융기관이라고 생각하고 준비 중”이라고 말했다.