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지스트, 차세대 절대 보안통신기술 순수 국내 기술로 최초 선점

  |  입력 : 2021-02-23 14:07
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[보안뉴스 박미영 기자] 지스트(광주과학기술원) 전기전자컴퓨터공학부 함병승 교수(지스트 광양자정보처리센터장)는 통신에 있어 무조건적 보안을 담보할 차세대 고전암호통신 프로토콜에 대한 최초의 기초실험을 수행해 검증했다.

고전암호키분배(USCKD)는 QKD 수준의 무조건적 보안을 보장하는 2020년 국내 기술진에 의해 제안된 방식으로써 기존 통신장비 및 선로와 온전히 호환되고, 양자화된 키나 양자선로가 불필요해 QKD의 양자함정으로부터 자유롭고, 무엇보다도 고전적 선로 해킹을 이중 선로의 양자중첩원리에 의해 도청은 허용하되 암호해독은 원천적으로 차단되는 차세대 암호통신 프로토콜이다.

이로써 기존 복제 불가 원리에 기초하는 양자키분배 방식과는 달리 기존 통신장비 및 시설과 온전히 호환되며 무조건 보안을 담보하는 차세대 보안통신기술을 순수 국내 기술로 선점했다.

양자키분배(QKD)는 양자역학의 복제불가원리에 기초해 양자화된 키(큐빗)에 대한 보안을 양자선로에서만 담보하나, 기존 통신선로 및 장비와 호환되지 않고 무조건적 보안은 양자함정(quantum loophole)으로 인해 조건부로 달성한다.

함병승 교수는 2020년 자체 개발한 무조건적 보안 고전암호키분배 프로토콜을 최초로 실험적으로 증명해 고전 통신장비 및 시설을 이용한 무조건적 보안통신 실용화에 중요한 초석을 마련했다.

이번 연구에서 검증한 USCKD 고전암호통신 기술은 무엇보다도 현재 상용시스템과 호환되며, 무조건적 보안성을 단일광자가 아닌 고전광원 즉 레이저로 달성하고 현재까지 유일한 절대보안 방식인 QKD 양자키분배를 이중 선로 중첩에서 확보한 차세대 보안통신에 관한 것으로 그 기대효과가 크다.

기존 양자암호통신에서는 절대보안 원리가 양자화된 신호의 복제불가원리에 있었다면 이번 연구에서는 절대 보안을 신호의 양자화가 아닌 채널의 양자화(양자중첩)에서 확보했고, 키분배 과정이 양자메모리 원리와 동일하게 확정적이며 암호키 생성/교환 속도가 원리적으로 기존 통신데이터 전송속도와 비슷한 수준이기에 인류의 염원인 원타임 패드(One-Time-Pad, OTP)를 실현할 절대보안 통신 방법으로 평가된다.

무엇보다도 이번 연구에서 제안한 절대보안 암호통신기술은 기존 광통신은 물론 무선통신기기·시설과도 호환적이기에 기존 통신선로를 그대로 이용해 QKD 수준의 무조건적 보안성을 확보하고, QKD와는 달리 복제/스위칭/라우팅에서 자유로워 고전컴퓨터가 주축인 현재 인터넷에 그대로 적용 가능하다.

함병승 교수는 “종래 어떠한 방법으로도 불가능한 고전적 절대보안통신을 담보할 새로운 방식의 고전암호키분배 기술을 세계 최초로 선행 검증했다”며, “향후 국방망, 행정망, 금융망은 물론 원격 의료를 위한 의료 데이터 전송이나 원격 강의를 위한 교육망, 그리고 미래 자동 주행 및 비행에 필수적인 절대보안 유무선 통신기술이 적용되기를 기대한다”고 말했다.

이번 연구 결과는 네이처(Nature) 자매지인 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)에 2021년 2월 18일 온라인으로 게재됐다.
[박미영 기자(mypark@boannews.com)]

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