작성일 : 21-03-06 13:24
표준연·보안연 공동연구 박희수 표준연 양자기술연구소장 기관 간 양자통신시험망 가동 , 도청·보안 걱정 사라질까? '양자직접통신' 구현 성공
 글쓴이 : happy
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도청·보안 걱정 사라질까? '양자직접통신' 구현 성공

  •  길애경 기자
  •  
  •  승인 2021.03.03 17:30
 

표준연·보안연 공동연구, 기관 간 양자통신시험망 가동

한국표준과학연구원과 국가보안기술연구소는 공동으로 양자직접통신 기술을 개발하고 구현하는데 성공했다. 사진은 양자직접통신 구성도.[사진= 한국표준과학연구원]
한국표준과학연구원과 국가보안기술연구소는 공동으로 양자직접통신 기술을 개발하고 구현하는데 성공했다. 사진은 양자직접통신 구성도.[사진= 한국표준과학연구원]
보안 문제가 점점 중요해지는 가운데 국내 연구진이 '양자직접통신' 기술을 개발하고 구현하는데 성공했다.

한국표준과학연구원과 국가보안기술연구소는 공동연구를 통해 '양자직접통신' 기술을 개발하고 기관 간 시험망을 가동했다고 3일 밝혔다. 양 기관은 연구 기획단계부터 협력, 핵심기술 지식을 교류하며 논문, 지적재산권을 확보했다.  

양자통신은 빛의 가장 작은 단위인 광자에 정보를 실어 전달함으로써 도청 가능성을 차단하는 기술이다. 특히 양자직접통신은 암호와 메시지를 분리하지 않고 비밀 메시지를 양자채널을 통해 직접 전달할 수 있다.

기존의 양자통신 기술은 광자 수준으로 세기가 약한 레이저 펄스를 이용해 발신자와 수신자 사이에 무작위의 암호를 나눠 갖는 과정으로 이뤄진다. 최근 상용화 단계에 도달한 양자키분배 기술은 두 사용자가 비밀키를 나눠 갖고 별도의 메시지를 전송해야 한다. 사용자가 늘어날수록 대량의 비밀키를 관리해야하는 어려움이 있다.

그러나 양자직접통신은 비밀 메시지를 직접 보냄으로써 사용자 증가에 따른 비밀키 관리 문제가 없다. 이는 단일광자를 만드는 광원·검출기·채널 제어·프로토콜 설계와 검증을 위한 기술이 필요하다. 또 실제 환경에 적용하기 위한 낮은 광검출 효율이나 광손실·광신호 왜곡을 보상해줄 기술도 요구된다.

양 기관은 국가용 양자암호 시험통신망(KRISS-KISTI-NSR, 약 20 km, KISTI 제공)에서 양자직접통신 기술을 구현하는 데 성공했다. 표준연 연구진양자통신 구현을 위한 단일광자 광원과 측정 장비, 보안연 연구진시스템 구축과 통신망 구현을 맡았다. 양자직접통신 발신부는 표준연, 수신부는 보안연에 설치됐다.

시험 결과 수백 Hz(헤르츠)의 보안 정보가 전송됐다. 통신 보안성 척도인 양자비트에러율(QBER)은 기존 양자키분배 방식과 비슷한 3~6% 수준으로 측정됐다.

양 기관은 기술 구현과 함께 양자 시뮬레이터에 관한 공동연구도 진행, 원자를 이용한 양자정보처리 기술, 초전도 단일광자 검출기 제작기술, 실제 통신망에서 인터넷과 연동된 양자통신 구현 기술도 확보했다.

박희수 표준연 양자기술연구소장"우리 기술로는 최초로 첨단 양자통신 기술을 구현해 낸 것은 기관 간 원활한 융합연구가 이뤄졌기에 가능했던 일"이라며 "이번 성과는 양자통신 요소기술뿐만 아니라 양자컴퓨팅 기술 개발을 위한 시금석이 될 것"이라고 기대감을 표했다.

연구 성과는 국제학술지 옵틱스익스프레스와 메트롤로지아 등에 게재됐다. 특허는 국내외 6건이 등록됐다.
양자직접통신 발신부는 표준연, 수신부는 보안연에 설치하고 실제 구현에 성공했다.[사진= 한국표준과학연구원]
양자직접통신 발신부는 표준연, 수신부는 보안연에 설치하고 실제 구현에 성공했다.[사진= 한국표준과학연구원]