양자컴퓨터가 보안 암호를 해독하는 데 걸리는 시간은 단순한 수치 하나로 정의하기 어렵습니다. 하지만 그 가능성과 속도는 기존 컴퓨터와는 비교조차 불가능할 정도로 위협적입니다. 특히 RSA, ECC(타원곡선 암호), DH(디피-헬만 키 교환) 같은 현재 인터넷 기반 시스템의 표준 암호화 알고리즘은 양자컴퓨터에 매우 취약합니다.
이 글에서는 “양자컴퓨터가 암호를 해독하는 데 얼마나 시간이 걸릴까?”라는 질문에 대한 과학적 해석, 현재 기술 수준, 암호 해독 알고리즘의 구조, 앞으로 도래할 보안 위협에 대해 다루고자 합니다.
양자컴퓨터는 어떻게 암호를 해독할 수 있는가?
양자컴퓨터가 암호를 해독할 수 있는 이유는, 우리가 익숙한 고전 컴퓨터와는 완전히 다른 방식의 연산 원리를 가지고 있기 때문입니다.
대표적으로 양자중첩(superposition)과 양자얽힘(entanglement)이라는 개념을 바탕으로 기하급수적인 계산 병렬성을 갖습니다.
이러한 양자컴퓨터의 위력은 ‘쇼어 알고리즘(Shor's Algorithm)’과 만나면서 현실적인 위협으로 바뀝니다. 쇼어 알고리즘은 RSA, ECC 같은 암호 방식의 핵심 수학적 구조인 소인수 분해와 이산 로그 문제를 매우 빠르게 해결할 수 있도록 설계된 양자 알고리즘입니다.
양자컴퓨터가 RSA 암호를 해독하는 데 걸리는 시간은?
1. 이론적 해독 시간
RSA-2048 암호는 현재 거의 모든 웹사이트, 이메일, 디지털 인증서에서 사용되는 대표적인 공개키 암호 방식입니다. 고전 컴퓨터로는 이 암호를 해독하는 데 수백 년이 걸립니다.
그러나 양자컴퓨터는 이론적으로 수 시간 이내에 RSA-2048을 해독할 수 있는 능력을 가집니다.
- IBM과 구글 등은 **양자비트(Qubit)**가 4,000~6,000개 이상인 양자컴퓨터가 완성된다면, 1시간 이내에 RSA-2048을 해독할 수 있을 것이라는 예측을 내놓은 바 있습니다.
- 특히 2048비트 RSA 키를 해독하기 위해 필요한 양자 게이트 수는 약 20조 개로 계산되며, 이 양을 양자 오류 보정 기술과 함께 구현하는 것이 핵심 과제입니다.
2. 현실적 시간 – 아직은 불가능?
현재 존재하는 양자컴퓨터는 100~1000큐비트 수준에 불과하며, 오류율도 매우 높습니다.
따라서 현 시점에서 실제로 RSA 암호를 해독할 수 있는 수준의 양자컴퓨터는 존재하지 않습니다.
하지만 이는 “언젠가 가능한 일”이며, 바로 그 가능성 때문에 양자 내성 암호의 중요성이 강조되고 있습니다.
ECC, AES 등 다른 암호들도 안전하지 않은가?
양자컴퓨터는 RSA뿐 아니라 ECC(타원곡선 암호)도 쇼어 알고리즘으로 쉽게 해독할 수 있습니다.
그러나 **대칭키 암호(AES, 해시 함수 등)**는 상황이 다릅니다. 양자컴퓨터는 그에 대해 **그로버 알고리즘(Grover's Algorithm)**을 사용하여 속도를 제곱근 수준으로만 줄일 수 있습니다.
- 예: AES-256은 양자컴퓨터를 통해 AES-128 수준의 보안 강도로 하락하게 됩니다.
→ 즉, 완전히 무너지는 것은 아니나, 강도는 약화됩니다.
양자컴퓨터 완성 시기와 암호 해독 가능성
양자컴퓨터가 실용화되어 현재의 암호를 빠르게 해독할 수 있으려면 몇 가지 조건이 충족되어야 합니다.
- 오류 보정 기술의 발전
- 큐비트는 매우 불안정하므로, 수천~수만 개의 물리 큐비트가 하나의 논리 큐비트를 만들어야 안정적 연산 가능
- 양자 하드웨어 스케일업
- 10,000큐비트 이상을 제어할 수 있는 기술 개발 필요
- 양자 게이트 속도 및 효율
- 실제로 암호 해독에 필요한 연산을 빠르게 처리할 수 있어야 함
전문가들은 2030년 전후로 실용적인 암호 해독이 가능한 수준의 양자컴퓨터가 등장할 수 있다고 전망하고 있으며, 이로 인해 지금 저장된 데이터도 훗날 해독당할 수 있는 “Harvest Now, Decrypt Later(지금 수집, 나중 해독)” 위협이 존재합니다.
기업과 개인은 어떻게 대비해야 하는가?
- 양자 내성 암호(Post-Quantum Cryptography, PQC)로의 전환
- NIST 표준 알고리즘: Kyber, Dilithium 등
- 하이브리드 암호 시스템
- 기존 암호 + 양자 내성 알고리즘 병행 사용
- 데이터 장기 보안성 점검
- 지금 저장한 개인정보, 산업기밀이 10년 후 유출될 가능성 고려
양자 암호 기술은 더 이상 과학적 상상이 아니라 보안 전략의 핵심 과제입니다.
현재 기술로는 양자컴퓨터가 RSA-2048 같은 강력한 암호를 바로 해독하는 것은 불가능합니다.
그러나 기술은 빠르게 발전 중이며, 10년 이내에 실용적인 암호 해독이 현실화될 가능성이 높습니다.
즉, “언제 해독되느냐”보다 “해독될 것이 확실하다는 점”이 더욱 중요합니다.
정부 기관, 금융 기관, 글로벌 IT 기업이 양자 보안 전환을 서두르는 이유도 여기에 있습니다.