글로벌혁신센터(KIC중국)에 오신 것을 환영합니다.
양자 컴퓨터
현재 위치:메뉴>양자 과학>양자 컴퓨터

양자컴퓨터 시리즈 10: 양자 암호키 분배 기술 - Qtumist제공

출처:KIC China 발표 시간:2021-10-19 15:27:00 조회 수:
발표 시간:2021-10-19 15:27:00

비록 양자암호화 기술Quantum Encryption이 토론토에서 탄생했지만 양자 컴퓨터 데이터를 암호화할 수 있는 기술 개발은 아직 가야할 길이 멀다. 학술지 Inside Quantum Technology의 최근 보고서에 따르면 양자 암호키 분배 기술은QKD (Quantum Key Distribution) 몇 년 전에 실험적이었던 양자 컴퓨팅 시대의 중요한 데이터를 보호하기 위해 설계되었지만 현재는 Fujitsu와 Nokia, Thunderobot, Toshiba 와 같은 대기업은 실제 응용 프로그램을 보유하고 있다.
 

연구 기관은 2024년까지 QKD (Quantum Key Distribution) 네트워크 기술의 소매 시장 매출이 9 억 8 천만 달러를 초과할 것으로 예상하고 있는데 QKD 네트워크 장비의 주요 소비자는 Nokia, ZTE, BT 및 NTT이다. QKD 기술을 최초로 전문 연구개발한 운영 업체인 Quantum Xchange는 맨해튼에서 뉴저지 북부까지 QKD 기술 링크를 구축하고 있다.
 

양자 암호키 분배QKD (Quantum Key Distribution) 기술은 실제 관련된 양자 역학 구성 요소와 암호 협의를 통해 보안을 보장한다. 이 암호 협의는 두 명의 수권자가 오직 그들만이 알고 공유하는 암호를 생성하는 것을 허가한다. 키를 통해 암호화하고 잠금 해제할 수 있다. QKD 기술에서 양자 역학의 가장 독특하고 관심을 끄는 면은 두 명의 수권측이 도청 행위 검측에 따라 이상을 감지하고 암호 생성 지식을 획득하려 시도하는 제 3 자를 추론할 수 있다는 것이다.
 

    그림 1) 출처: Qtumist

 

양자 키분배QKD (Quantum Key Distribution) 기술은 어떤 수학 함수 계산난도의 공개 키 암호기술을 취득하는 전통적 해결방식과 다르다. 
 

주로 양자 상태를 사용하여 QKD 기술로 보호되는 네트워크 보안을 보장한다. InsideQuantum Technology의 설립자이자 총재인 Lawrence Gasman은 EE Times와의 전화 인터뷰에서 ’QKD 기술로 보호되는 네트워크가 일단 다른 정보에 의해 방해를 받으면 관련 정보가 회복할 수 없게 사라지므로 이것이 암호를 해독할 수 없는 2번째 시스템이다.
 

양자키 분배Quantum Key Distribution (QKD) 기술을 전문 연구 개발한 최초의 운영 업체인 Quantum Xchange는 맨해튼과 뉴저지 북부 사이에 QKD 링크를 구축했다. 이 연결의 신뢰도는 두 개 혹은 더 많은 전통적인 QKD 시스템 끝점에서 구성된다. 단지 신뢰할 수 있는 점의 연속 경로에 연결된 두 개의 광범위하게 분리된 단말 지점, 즉 종점사이에 더욱 긴 노정을 포함하고 있고 여전히 양자가 인도한 암호 정보를 공유할 수 있다. (출처: Quantum Xchange)
 

중요한 점 하나는 우리가 어떻게 양자 키 분배 (QKD) 기술과 양자 컴퓨팅의 장점을 구분하는냐이다. 양자 컴퓨팅은 약 10 년 안에 표준 알고리즘을 해독할 것으로 예상되고 양자 컴퓨터 상의 데이터나 두 대의 양자 컴퓨터간에 공유되는 데이터를 암호화한다. IBM 연구원 안전연구 소그룹 매니저 마이클 오스본 (Michael Osborne)은 ‘만약 당신이 여러 양자 기계를 사용하여 정보를 교환하기를 원한다면 어떤 종류의 모델이 데이터 안전을 보증해 줄까?’라고 말한다.
 

가장 중요한 것은 몇 가지 필요한 작업인데 현재  양자 보안’의 안전성이 보증을 받으려면 현재 암호화된 신원 정보, 서명 및 데이터 정보가 사용되는, 살아있는 기간 동안 안전한 것이다. 현재 양자 암호 키 배포 (QKD) 기술에 대한 많은 의혹이 해결되지 않았지만 많은 사람들은 QKD 기술이 양자 보안의 보호 장치가 될 수 있다고 생각한다. 실제로는 보안 문제의 일부만 해결할 수 있다: 즉 제어할 수 있는 지점과 지점 사이의 연결을 보호하는 것이다. ‘



그림 2) 출처: Qtumist

 

오스본은 보충해서 말하길 양자 암호키 분배’QKD (Quantum Key Distribution) 기술을 위한 최고의 시장 응용은 통신 회사가 ‘중간자‘공격이 없도록 지점과 지점 연결을 컨트롤하는데 쓴다. 현재 양자암호 기술발전의 필수적인 시기로 앞으로 ‘전통’ 데이터 전송을 보호하는데 쓰고, 양자 컴퓨터 사이의 통신 안전을 보증하는데 쓰지 않게 된다. 사람들이 자주 양자기계 사이의 통신에 분명하고 다른 기술을 사용하기에 현재 데이터 전송을 위해 QKD는 전송된 데이터의 보안을 보장하는 솔루션에 중점을 둔다고 했다.


 Inside Quantum Technology 보고서에서 지적한 바와 같이, 지상 네트워크와 위성 네트워크를 포함한 양자 암호 분배 (QKD) 기술에 대한 통신 분야의 많은 연구가 있다. 2024 년까지 위성 기반 QKD 네트워크에 2 억 5천 4 백만 달러의 비용을 쓴다. 일본, 이탈리아, 독일, 싱가폴, 캐나다, 영국은 모두 위성 네트워크에 QKD 기술을 배치했으며, 중국은 이 방면에서 훨씬 선도적이다. 현재 이미Micias위성과 천궁2호 스페이스 실험실에서 이 기술을 선보였다.

 

보고서는 또한 양자 암호 키 분배 QKD (Quantum Key Distribution) 기술의 다른 응용에 국가 통신 보호와 원격 감지 및 제어의 사용으로 점점 위험이 커지고 있는 기타 기초 설비 보호를 포함할 수 있다고 지적했다. 그러나 기초 시설에 종사하는 기업의 경우 기술 변혁 측면에서 종종 아주 보수적인 경우가 많으며 차츰차츰 QKD 돌진을 향해 갈 수 있기를 기대한다.