SK텔레콤, 양자난수생성기 (QRNG) 초소형 칩 개발 - IoT 보안 해결 기대

07/24/2017

5x5mm 크기의 양자난수생성 칩

SK텔레콤이 세계에서 가장 작은 크기의 양자난수생성 칩 시제품 개발에 성공했다고 23일 밝혔다. 5x5mm 크기의 초소형 비메모리 반도체 칩 형태이다.

SK텔레콤은 MWC 2015에서 5G 양자 암호화 시스템을 시연하고, application 레벨에서 순수 난수 (true random number)를 넘버를 발생하는 칩을 개발하고 있다고 밝혔었다 (넷매니아즈 블로그). 양자난수생성기 (QRNG, Quantum Random Number Generator)는 양자의 특성을 이용해 예측이 불가능하고 패턴이 없는 ‘순수 난수’를 지속적으로 만들어주는 장치다.

양자난수생성기로 만든 난수를 암호로 활용하면, 슈퍼컴퓨터로도 쉽게 암호를 풀수 없어 해킹 위험성이 현저히 낮아진다. 뛰어난 보안성으로 군사 등 특수 용도로 활용되고 있으나, 현재 상용화된 양자난수생성기는 크고 비싸서 일반 대중제품에는 탑재할 수 없었다.

이번에 SK텔레콤이 초소형 칩을 개발하며, 자율주행차 ∙ 스마트폰 ∙ 드론 등 다양한 IoT 제품에 양자난수생성기를 손쉽게 탑재할 수 있게 되었다. IoT 제품의 통신을 양자 난수로 암호화해, 보안 수준을 한 차원 높일 수 있게 됐다.

■ 세계 최소형 양자난수생성 칩

현재의 암호체계가 일정한 패턴을 가진 유사 난수를 활용하는데 반해 양자난수생성기로 만들어지는 난수는 패턴이 없는 불규칙한 숫자로 보다 안전한 암호를 만들 수 있다. 금융 서비스를 위해 사용 중인 OTP, 공인인증서 등 기존 암호체계를 활용하는 곳에 양자 난수가 적용되면 보안 능력을 한층 향상시킬 수 있다.

IoT 제품 역시 마찬가지다. 산업용 드론이나 자율주행차 같은 중요한 IoT 제품은 통신 인증을 위해 자신의 고유값을 암호화하여 기지국에 알려주는데 해킹시 위험성은 매우 크다. 그러나 양자 난수를 이용하여 암호화하면, 해커가 난수를 탈취하더라도 활용하지 못한다.

뛰어난 보안 능력에도 불구하고 양자난수생성기가 대량으로 상용화되지 못한 이유는 크기와 가격 때문으로, 대부분 신용카드보다 크며 가격대도 수백~수천 달러에 달한다.

SK텔레콤이 개발한 양자난수생성기는 5x5mm로 손톱 보다 작은 크기이다. 자율주행차 ∙ 스마트폰 등 다양한 IoT 제품에 적용될 수 있도록 가격도 수 달러 수준으로 책정할 방침이다.

SK텔레콤은 칩 형태 외에 USB 형태의 양자난수생성기 개발에도 착수하여, 이미 상용화된 제품에도 적용할 계획이다.

■ 활용 분야

IoT - 양자난수생성기
광통신 - 양자암호통신 시스템

SK텔레콤은 복수의 보안 업체와 양자난수생성 칩의 글로벌 시장 진출을 추진 중이다. 자율주행차에서 활용도가 높을 것으로 보고 있다.

SK텔레콤은 양자암호통신 시스템의 해외 광통신 시장 진출도 추진하고 있다. 지난달 양자암호 장거리 통신을 위한 전용 중계장치를 개발했으며 (관련 뉴스), ‘MWC 2017’에서는 노키아와 양자암호기술 기반의 ‘퀀텀 전송 시스템’을 공동 개발하고, 차세대 광전송 장비에 양자암호기술을 탑재하기로 했다 (관련 뉴스).

■ 시장전망

Market Research Media에 따르면, 국내 양자정보통신 시장은 2025년 약 1조 4,000억 원, 글로벌 시장 규모는 약 26조 9,000억원에 달할 전망이다.

■ 기술 협력

양자암호통신은 대기업과 중소기업이 협력하는 대표적인 사례이다. SK텔레콤은 지난 2013년 미래부와 함께 ‘퀀텀정보통신연구조합’ 설립을 주도하고 조합은12곳 중소기업을 포함한 15개 회원사로 구성되어 있으며, 지난 4년 간 한국産 양자암호통신 원천 기술 개발에 매진해왔다.

'퀀텀정보통신연구조합’ 참여사

참여중소기업: 우리넷, 코위버, 쏠리드, 에치에프알, 플렉트론, 우리로, 스트라스타, 콘텔라, 유니웍스, 노보네트웍스, 텔코웨어, 에스피테크놀러지
그 외: SK, ETRI, 스마트양자통신 ITRC 센터

기술 협력

‘우리로’ - 단일광자검출 핵심소자 공동 개발
‘우리넷’ ∙ ‘코위버’ ∙ ‘쏠리드’ ∙ ‘에치에프알’ 등 - 국산암호 알고리즘이 탑재된 양자암호통신 전송 장비 공동 개발 등

우리넷 김광수 대표는 “SK텔레콤과 함께 글로벌 수준의 양자암호로 보안이 제공되는 광전송 기술을 개발을 할 수 있게 되어 자랑스럽게 생각한다”라며 “새로운 시장 개척에 따른 매출 증대가 기대되고, 글로벌 강소 기업으로 도약하겠다”라고 말했다.

SK텔레콤 박진효 Network기술원장은 “인공지능, 자율주행 등 데이터가 중요해지는 시대가 올 것을 예측했고, 이런 중요한 데이터 송수신을 위한 암호의 중요성이 더 높아질 것이라고 믿었기에 양자암호 기술개발에 집중했다”며, “향후 중소기업과의 협업을 통해 양자암호 글로벌 시장에 진출할 것”이라고 강조했다.