우리나라 최대 온라인 쇼핑몰인 쿠팡의 개인정보 유출 사건에 대한 논란이 쉽게 사그라들지 않고 있다. 해킹으로 초래된 단순 보안사고를 넘어 국제분쟁으로 이어지고 있는 중이다.

쿠팡은 인건비를 줄이기 위해 전산시스템의 개발과 운영 일부를 중국업체에 맡겼다. 중국인 개발자가 보안 관련 데이터를 빼돌렸는데 얼마나 많은 정보를 외부에 유출됐는지가 쟁점이다.

쿠팡은 국가기관의 요청에 따라 회수한 노트북을 자체적으로 포렌식해 결과를 내놓았다고 주장한다. 반면에 국가기관은 쿠팡에게 조사 권한을 위임하지 않았으며 자체 조사 내역과 쿠팡의 발표는 차이가 있다는 입장을 견지하고 있다.

◇ 한국과학기술연구원(KIST)의 안보⸱재난안전기술단의 임무 소개

한국과학기술연구원(KIST)의 안보⸱재난안전기술단은 2010년 설립됐다. 국방 연구개발 제도개선, 국방 연구개발 과제화/연구지원, 군에 과학기술 지원 등의 임무를 수행하고 있다.

더불어 안보⸱재난안전기술단 소속 미래국방국가기술전략센터는 2022년 만들어졌다. '국방과학기술 혁신을 위한 국가 연구개발 투자전략 싱크탱크'로 비전을 설정했다.

주요 임무는 △과학기술정보통신부의 국방 연구개발(R&D) 투자정책 수립 지원 △국방적용 가능 민간R&D 역량 발굴-과제기획 △국방R&D 민관군 협력기반 마련 등이다.

이번에 소개할 기술은 차세대반도체연구소 양자정보연구단 한상욱 책임연구원(swhan@kist.re.kr)이 수행한 '일대다(1:N) 양자 키 분배(QKD) 네트워크 시스템'이다.

◇ 양자암호통신의 상용화를 위해 QKD 시스템을 1:1 구조에서 1:N 네트워크 구조로 확장

플러그앤플레이(Plug-and-play, PnP) 구조를 기반으로 실용적으로 구현 가능한 일대다(1:N) 양자 키 분배(Quantum Key Distribution, QKD) 네트워크 기술을 소개한다.

연구를 시작한 이유는 양자역학에 기반한 물리적 안전성을 제공하는 양자암호는 양자컴퓨터에 대한 높은 보안성을 제공하기 때문이다.

양자암호통신의 상용화를 위해 QKD 시스템을 1:1 구조에서 1:N 네트워크 구조로 확장하는 연구가 필요하다고 판단했다. 따라서 1:N 가입자망까지 확장 가능한 PnP 구조 기반의 QKD 네트워크 구조를 개발하고 실환경에서 검증을 수행했다.

◇ 실용적으로 구현 가능한 BB84 프로토콜 기반 PnP QKD 네트워크 구조 개발... 원천 기술 확보해 특허 등록

▲ 1:N PnP QKD 네트워크 구조 [출처=한국과학기술연구원]
연구를 진행한 내용은 △실용적으로 구현 가능한 BB84 프로토콜 기반 PnP QKD 네트워크 구조 개발 △두 차례의 실환경 검증 수행 △QKD 네트워크 구현을 위한 원천 기술 확보 등이다.

우선 실용적으로 구현 가능한 BB84 프로토콜 기반 PnP QKD 네트워크 구조를 개발했다. 세부적으로 살펴 보면 △편광, 시간, 파장 분할 멀티플렉싱 기술 적용 △장시간 안정적 동작을 위한 사용자 독립적인 타이밍 자동보정 기술 개발 및 적용 △패러데이 미러(Faraday Mirror, FM)를 통한 왕복 광 경로를 구성해 편광 제어시스템 제거 등이다.

다음으로 2차례의 실환경 검증을 수행했다. 2018년 서울특별시에서 키스트(KIST)-KT 1:4 양자암호 네트워크 구축했다. 또한 울산광역시에서 2021년 KIST-현대중공업 1:3 양자암호 네트워크를 구축하는데 성공했다.

마지막으로 QKD 네트워크 구현을 위한 원천 기술을 확보해 다수 특허를 등록했다.

▲ 실환경 검증을 위한 테스트베드(서울) [출처=한국과학기술연구원]
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