이동통신사들이 양자암호 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 양자암호는 연산능력이 뛰어난 양자컴퓨터 공격을 방어하기 위한 차세대 보완 기술로, 해킹이 불가능해 미래 핵심기술로 꼽힌다. 양자컴퓨터가 칼이라면 양자암호는 일종의 방패 역할을 하는 셈이다. KT와 SKT는 양자키분배(QKD) 방식의 양자암호통신을 LG유플러스는 양자내성암호(PQC)에서 경쟁력을 키우고 있다.

4일 정보통신기획평가원(IITP)에 따르면, 올해 QKD장비·양자암호서비스 등 국내 양자통신 관련 시장규모는 93억원으로 추산된다. IITP는 오는 2027년 시장규모를 1540억원으로 내다봤다. 연평균 57%씩 성장한다는 분석이다. QKD 장비를 제외한 양자네트워크 암호서비스만 놓고 보면 연평균 성장률은 무려 100%를 넘어선다.

◆양자암호 분야 선두주자 SKT…'양자채널 자동 절체 복구기술' 내세운 KT

국내 통신사 중 양자암호통신 기술 선두주자는 SK텔레콤이다. SKT는 지난 2011년에 양자기술연구소를 만들어 통신사3사 중 가장 먼저 연구에 착수했다. 양자기술연구소는 세계 최초로 2016년 세종시와 SKT 대전사옥 사이 LTE망에 양자암호통신 기술을 적용했다.

2017년에는 세계 1위 양자암호통신 기업 아이티퀀티크(IDQ), 반도체 설계 전문기업 비트리와 협력해 사물인터넷(IoT)·자율주행차용 양자난수생성(QRNG) 칩셋을 내놓았다. QRNG는 무작위로 검출한 광자 개수로 양자난수를 만드는 기술로, 양자난수를 암호키에 적용하면 해킹 가능성을 크게 낮춘다.

SKT는 2018년 IDQ를 인수하면서 본격적으로 양자암호통신, 양자난수생성기, 양자센싱 등 양자 사업 고도화에 힘을 싣고 있다.

하민용 SKT 이노베이션 스위트 그룹장은 "양자암호통신 사업은 정부 과제 중심 레퍼런스(사례)를 구축하는 방향으로 전개했다"라며 "공공에서 쌓은 역량을 기반으로 B2B(기업간 전자상거래) 영역으로 확장할 계획"이라고 SK텔레콤 뉴스룸에서 밝혔다.

KT도 뒤지지 않는다. KT는 끊김 없이 양자암호통신 서비스를 가능케 하는 '양자 채널 자동 절체 복구 기술'을 지난해 11월 세계 최초로 개발했다. 양자채널 자동 절체 복구 기술은 양자가 전달되는 채널을 이중화된 구조로 만들어 장애가 발생하거나 해킹 시도가 인지되는 즉시 기존 회선 대신 백업 회선에서 새로운 양자키를 만들어 공급하는 양자암호 통신 기술이다. 특히 국방 또는 금융 분야 양자암호 통신 인프라에 필요한 기술로 꼽힌다.

최근엔 양자암호 네트워크를 중앙에서 통합 감시하고 제어하는 소프트웨어 정의 기반 자동화 솔루션(Q-SDN)도 개발했다. 이번 솔루션은 2021년 디지털뉴딜 양자암호 네트워크 시범망 구축에 적용한다는 계획이다.

◆소프트웨어 기반 '양자내성암호' 특화한 LG유플러스

LG유플러스는 '양자내성암호 기술'에 강점이 있다. 양자내성암호는 말 그대로 양자컴퓨터 공격에 '내성'이 있다는 말이다. 양자암호통신이 양자의 물리적 특성을 활용했다면, 양자내성암호는 양자컴퓨터가 풀어내는데 수십억년이 걸리는 복잡한 알고리즘을 사용하는 암호기술이다.

지난해 11월 미국 국가보안국(NSA)이 낸 보고서에 양자키분배 방식을 공공 서비스에 쓰지 말 것을 권고하는 내용이 포함되면서 양자내성암호가 대안으로 주목받은 바 있다.

LG유플러스는 지난 2월 보안전문회사 ICTK홀딩스와 손잡고 대학병원 의료정보시스템에 양자내성암호 기술을 적용했다. 의료정보시스템에는 환자의 민감한 의료정보를 들어 있기 때문에 보완 능력이 뛰어난 양자내성암호기술을 채택했다.

정부주도 사업도 뛰어들었다. 지난 5월 '양자암호통신 인프라 시범구축' 사업에서 LG유플러스는 서울대, 차세대 암호기술 전문기업 크립토랩 등과 컨소시엄을 꾸려 양자내성암호 과제를 수주했다. 컨소시엄은 충남도청 업무에서 생성되는 도민 정보를 양자내성암호로 암호화해 안전성을 더욱 강화할 계획이다. 엔터테인먼트사와 발전소에도 각각 양자내성암호 전용회선을 구축한다.

최근에는 크립토랩에 지분투자에 나서며 상용통신망 전 구간에 양자내성암호를 적용키로 했다. 유선망뿐만 아니라 5G, 6G 등 이동통신망에도 양자보안체계를 갖출 예정이다.

LG유플러스 관계자는 "양자내성암호는 소프트웨어 기반이기 때문에 이론상 모든 통신망에 적용할 수 있어 하드웨어 기반인 QKD 등 양자암호통신보다 확장성이 넓다"라며 "이 기술이 상용화 단계에 이를 수 있도록 크립토랩과 협력해 국가보안기관에서 보안인증을 받기 위해 노력해 나갈 것"이라고 밝혔다.