SK텔레콤이 손톱 보다 작은 크기의 양자난수생성기 시제품 개발에 성공했다고 23일 밝혔다. 사진은 SK텔레콤 분당사옥에 위치한 ‘양자암호통신 국가시험망’에서 SK텔레콤 직원이 5x5mm 크기의 양자난수생성 칩과 USB 형태의 제품을 들고 있는 모습. 사진=SK텔레콤
"인공지능, 자율주행 등 데이터가 중요해지는 시대가 올 것을 예측했고, 이런 중요한 데이터 송수신을 위한 암호의 중요성이 더 높아질 것이라고 믿었기에 양자암호 기술개발에 집중했습니다"
SK텔레콤이 보안에 탁월한 양자 '난수'를 지속적으로 생산해내는 손톱보다 작은 크기의 5x5mm 초소형 양자난수생성 칩(chip) 시제품 개발에 성공했다.
지난 21일 SK텔레콤 분당 사옥에서 공개된 이 제품은 양자암호통신의 핵심 장비인 양자난수생성기(QRNG)를 비메모리 반도체 칩 형태로 구현했다.
이는 지금까지 나온 양자난수생성칩 가운데 가장 작은 크기다. 자율주행차·스마트폰·드론 등 다양한 IoT 제품에 양자난수생성기를 손쉽게 탑재하는 것은 물론, 양자 난수로 암호화해, 보안 수준을 한 차원 높일 수 있게 됐다.
◇ 세계에서 가장 작은 5x5mm 초소형 양자난수생성 칩 개발… IoT 보안 해결
SK텔레콤이 손톱 보다 작은 크기의 양자난수생성기 시제품 개발에 성공했다고 23일 밝혔다. 사진=SK텔레콤
현재 암호체계는 '유사 난수'를 활용한다. '유사 난수'는 무작위한 것처럼 보이지만 실제로는 일정한 패턴을 가지고 있는 숫자를 뜻한다. 그러나 패턴을 읽어내는 연산 능력이 뛰어난 슈퍼 컴퓨터가 등장하면서, 기존 암호체계의 해킹 위험성이 높아졌다.
이에 반해 양자의 특성을 이용, 예측이 불가능하고 패턴이 없는 '순수 난수'가 있다.
패턴이 없고 불규칙한 순수 난수를 활용해 암호를 만들면, 유사 난수를 쓰는 것보다 안전한 암호를 만들 수 있는 것이다.
이를 만들어주는 게 양자난수생성기(QRNG, Quantum Random Number Generator)
다. 양자난수생성기로 만든 난수를 암호로 활용하면, 아무리 연산이 빠른 슈퍼컴퓨터라도 쉽게 암호를 풀어낼 수 없다. 해킹의 위험성이 현저히 낮아지는 것이다.
양자 난수의 뛰어난 보안성을 인지한 해외 각국들이 양자난수생성기를 개발하며, 군사 등 특수 용도로 활용하고 있다.
금융 서비스를 위해 사용 중인 OTP, 공인인증서 등이 기존 암호체계를 활용 중인 대표 사례다. 양자 난수가 적용되면 보안 능력이 향상될 수 있다.
IoT 시대에는 양자 난수의 역할이 더 중요해진다. 산업용 드론이나 자율주행차처럼 보안이 중요한 IoT 제품은 통신 인증을 위해 고유값을 기지국에 알려줘야 한다.
패턴이 있는 유사 난수를 이용해 암호화하면, 해커가 이 약점을 찾아 고유값을 탈취할 수 있다. 그러나 양자 난수를 활용하면, 해커가 난수를 탈취하더라도 해킹은 불가능하다.
뛰어난 보안 능력에도 양자난수생성기가 대량으로 상용화되지 못한 이유는 크기와 가격 때문이다. 대부분의 양자난수생성기가 신용카드 크기보다 크고, 가격대도 수백~수천 달러 수준이다. 일반 대중제품에는 탑재할 수 없었던 것이다.
그러나 이번에 SK텔레콤이 개발한 초소형 비메모리 반도체 칩 형태의 양자난수생성기는 손톱 보다 작은 크기다. 양자난수생성기가 자율주행차나 스마트폰 등 다양한 IoT 제품에 적용될 수 있도록 가격도 수 달러 수준으로 낮게 책정할 방침이다.
SK텔레콤은 USB 형태의 양자난수생성기 개발에도 착수했다. USB 형태는 이미 상용화된 제품에 연결해 양자 난수를 생성해 줄 수 있는 장점이 있다.
◇ SKT 양자난수생성기∙ 양자암호통신 '글로벌 진출'…중소기업과 상생 협력
SK텔레콤은 복수의 보안 업체와 손잡고 양자난수생성 칩의 글로벌 시장 진출을 추진 중이다.
아울러 양자암호통신 시스템의 해외 광통신 시장 진출도 추진하고 있다. SK텔레콤은 이미 양자암호 장거리 통신을 위한 전용 중계장치를 개발해 세계적인 기술력을 갖췄다고 평가받고 있다.
양자정보통신 시장 전망도 밝다. 마켓 리서치 미디어에 따르면, 국내 양자정보통신 시장은 2025년 약 1조 4000억 원, 글로벌 시장 규모는 약 26조 9000억원에 달할 전망이다.
SK텔레콤은 중소기업과 함께 양자암호통신 핵심 기술을 개발해 국가 경제에 기여한다는 방침이다.
SK텔레콤은 지난 2013년 미래부와 함께 '퀀텀정보통신연구조합' 설립을 주도했다. 조합은 총 15개의 회원사로 구성되어 있으며, 그 중 12곳이 중소기업이다.
SK텔레콤은 중소기업 '우리로'와 단일광자검출 핵심소자를 공동 개발하고 '우리넷', '코위버', '쏠리드', '에치에프알' 등과는 국산암호 알고리즘이 탑재된 양자암호통신 전송 장비도 함께 만드는 등 12곳의 중소기업과 한국産 양자암호통신 원천 기술 개발을 위해 매진하고 있다.
지난해 2월에는 SK텔레콤 분당 사옥에 개소한 양자암호통신 국가시험망에서 양자암호 장거리 통신을 위한 전용 중계장치를 중소기업과 함께 개발해, 미래부 과제 주요 실적으로 제출하는 등 구체적인 결실을 맺었다.
우리넷 김광수 대표는 "우리나라 양자암호통신 기술은 대기업과 중소기업이 함께 만든 대표적인 협업 사례로, SK텔레콤과 함께 글로벌 수준의 양자암호로 보안이 제공되는 광전송 기술을 개발을 할 수 있게 되어 자랑스럽게 생각한다"고 밝혔다.
SK텔레콤 박진효 네트워크 기술원장은 "향후 중소기업과의 협업을 통해 양자암호 글로벌 시장에 진출할 것"이라고 강조했다.