양자암호통신 기술 개요

양자암호통신이란 양자역학 원리를 이용하여 도청 및 감청, 해킹이 원천적으로 불가능한 안전한
차세대 통신기술로, 송신자와 수신자 사이에 단일 광자 또는 공유된 얽힘 상태의 비국소성, 비가
역성, 불확정성 원리를 활용하여 암호키 분배, 서명, 인증, 데이터 암호전송 등에 있어 도청이 불
가능한 암호 기능을 구현하는 기술이다.

AI와 5G 등 ICT 발전에 따른 디지털 대전환은 산업구조의 디지털 기반 재편은 물론 경제, 사회,
문화 등 우리의 업무환경과 일상 생활 전반에서 디지털 의존도를 증가시킨다. 블록체인, 전자상
거래 등에서 대부분의 보안 기능을 담당하는 공개키 암호방식 중 주로 사용되는 RSA1)는 소인수
분해 기반의 암호체계로, 수학적인 계산 복잡성에 기반하여 암호해독까지 오랜 시간이 걸린다는
점을 이용한 것이다.

고전 컴퓨터는 0 또는 1로 표시되는 2진법 비트를 활용하여 연산을 수행하는 반면, 양자컴퓨터
는 큐비트(Q-bit)를 사용하여 0과 1이 중첩된 상태로 연산을 수행하므로 큐비트의 수(n)에 따라
기존 이진법 처리량의 n제곱 배만큼 빠른 속도로 연산을 처리할 수 있다. 이처럼 매우 짧은
시간에 초고속 연산이 가능한 양자컴퓨터의 등장은 현대 암호체계를 무력화시킬 수 있고, 이러한

보안 위협은 미래 경제·사회에 큰 파급력을 일으킬 것으로 예상되므로 고전 컴퓨터 기반의 현대
암호체계의 변화는 불가피해진다.

미래에 도래할 양자컴퓨터의 보편적 상용화에 대비하여, 기술적인 준비와 더불어 국가 암호체계
의 재설계를 위한 중장기적인 정책적 준비와 현장 중심 실증이 필요하며, 국내외에서 양자의 물
리적 특성을 이용한 QKD2) 기반 양자암호통신, 수학적 알고리즘에 기반하는 PQC(양자내성암호)3)
등의 연구개발 및 실증이 활발히 이루어지고 있다.

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