양자암호(Quantum Cryptography)는 양자역학 원리를 활용한 암호 기술로, 기존 암호화 방식보다 훨씬 높은 보안성을 제공합니다. 현재 인터넷과 금융 거래에서 사용되는 보안 시스템은 수학적 알고리즘에 기반을 두고 있지만, 양자 컴퓨터의 발전으로 인해 기존 암호화 기술이 무력화될 가능성이 높아지고 있습니다. 이에 따라 **포스트 양자 암호(Post-Quantum Cryptography, PQC)**와 양자키 분배(Quantum Key Distribution, QKD) 같은 기술이 급부상하고 있습니다.
기존 암호화 기술과 양자암호의 차이점
| 기반 원리 | 수학적 알고리즘 (RSA, AES 등) | 양자역학 (중첩, 얽힘) |
| 보안성 | 컴퓨팅 성능 증가에 따라 취약 | 이론적으로 해킹 불가능 |
| 해킹 가능성 | 양자컴퓨터 등장 시 복호화 가능 | 도청 시도 시 정보 손실 발생 |
| 활용 기술 | 데이터 암호화, 금융 보안 등 | 초고속 데이터 전송, 국가 보안 통신 |
양자암호 기술의 핵심 개념
양자키 분배(QKD: Quantum Key Distribution)
- 양자상태를 이용해 비밀키를 공유하는 방식
- BB84 프로토콜, E91 프로토콜 등이 대표적인 방식
- 도청을 시도하면 양자 상태가 붕괴되어 해킹을 즉시 탐지 가능
포스트 양자 암호(PQC: Post-Quantum Cryptography)
- 양자 컴퓨터로도 풀 수 없는 암호 알고리즘
- 기존 암호화 방식과 비슷하지만, **양자 내성(Quantum Resistance)**을 갖춘 것이 특징
- 구글, IBM, NSA(미국 국가안보국) 등에서 연구 중
양자난수 생성(QRNG: Quantum Random Number Generation)
- 기존의 난수 생성은 알고리즘 기반으로, 완전한 난수(randomness)를 보장하지 못함
- 반면 양자 난수 생성은 완벽한 랜덤성을 제공해 보안성이 극대화됨
양자암호의 활용 분야
✔ 금융 보안: 초고속 거래 보안 및 온라인 뱅킹 보호
✔ 국방 및 정부 기관: 군사 기밀 통신 보호
✔ 양자 인터넷: 완벽한 보안성을 갖춘 차세대 인터넷 기술
✔ 의료 데이터 보호: 환자 기록 및 유전체 데이터 보호
양자암호 관련 주요 기업 및 연구 동향
양자암호 기술을 개발하는 글로벌 기업
- ID Quantique (IDQ) – 스위스 기반 양자암호 기업
- Q-CTRL – 양자 제어 기술을 연구하는 호주의 스타트업
- Toshiba – 양자키 분배(QKD) 기술을 상용화 중
- SK텔레콤 – 국내 양자 보안 선도 기업
글로벌 국가별 투자 동향
✔ 미국: 양자 컴퓨팅 연구에 수십억 달러 투자, NSA(국가안보국) 양자암호 연구 강화
✔ 중국: 세계 최초 양자통신 위성 '미자(Micius)' 발사 성공
✔ EU: ‘양자 플래그십(Quantum Flagship)’ 프로젝트로 10년간 10억 유로 투자
양자암호 기술의 한계와 해결 과제
🚩 양자채널 구축 비용: 현재 QKD 시스템을 구축하는 데 막대한 비용이 소요됨
🚩 전송 거리 문제: 광섬유 기반 QKD는 약 100~200km 이상 거리에서 신호 손실이 발생
🚩 대중화 속도: 현재 기술 성숙도가 낮고, 상용화 단계까지 시간이 필요
양자암호 기술은 기존 보안 기술을 혁신적으로 대체할 가능성이 높은 기술로 평가받고 있습니다. 현재는 기술적 한계와 높은 비용이 문제로 남아 있지만, 연구 개발이 빠르게 진행되면서 머지않아 금융, 의료, 국방 등 다양한 산업에서 필수적인 기술로 자리 잡을 것입니다.