양자컴퓨터, 미래 사이버보안 위협할까?

[아이뉴스24 안희권 기자] 최근 중국 해커그룹이 사이버공격을 통해 미국을 포함한 12개국의 핵심산업 기반 기술정보를 빼간 것으로 드러나 사이버보안의 중요성이 부각되고 있다.

이런 가운데 미국과 중국, 일본 등의 주요 IT 강국들이 차세대 기술로 개발중인 양자컴퓨터(Quantum Computer)가 미래 보안기술을 무력화할 수 있을 것으로 우려되고 있다.

0과 1 외에 또 다른 양자상태를 연산에 사용하는 새로운 유형의 양자컴퓨터는 기존 슈퍼컴퓨터로 수일씩 걸렸던 데이터처리작업을 몇초만에 할 수 있다.

사이버 보안 연구원들은 양자컴퓨터가 머지 않아 최첨단 암호화 기술을 해독할 수 있을 것으로 보고 앞으로 미래 통신분야에서 도감청을 방지할 수 있는 암호화 통신 서비스가 불가능해질 것으로 보고 있다.

◆가상 시나리오에 불과

양자컴퓨터의 암호화 기술 무력화는 당장 실현되기 어려울 전망이다. 미국과학아카데미의 보고서에 따르면 양자컴퓨터가 최근 인터넷에 광범위하게 사용중인 강력한 암호화 코드를 해독하려면 여러 주요 기술의 진보가 이루어져야 한다.

다만 온라인 메시징 서비스나 e커머스에 사용중인 암호화 기술은 미래 어느 시점에는 양자컴퓨터에 해독될 가능성이 높다.

암호화 기술은 대칭키(비밀키)와 비대칭키(공개키)이 2가지 방식으로 구현되며 대칭키는 계산속도가 1천배 빠르며 알고리즘이 다양해 기밀보호용으로 사용되며 공개키는 메신저나 디지털 인증에 사용되고 있다.

이 암호화 알고리즘을 시중의 컴퓨터로 해독하기란 쉽지 않다. 지난 2002년 7월 한 연구소이 조사결과 64비트 암호키를 해독하려면 30만명 이상의 사람들이 4년반동안 이 작업을 해야 한다.

암호길이가 2배 이상 긴 128비트 암호키는 3천만명 이상 인력이 필요하며 현재 최고성능의 슈퍼컴퓨터를 사용해도 수조년이 걸릴 것으로 추측된다.

하지만 인증이나 웹사이트 보안에 주로 쓰이는 공개키는 알고리즘의 취약으로 양자컴퓨터로 이 부분을 공략할 경우 암호를 해독할 수 있을 것으로 점쳐졌다.

◆각국 양자컴퓨터 투자 급증…주도권 경쟁 치열

미국과학아카데미는 현재 개발된 양자컴퓨터가 연산성능이 아직 낮고 오류 발생률이 높아 최신 암호코드의 해독이 10년안에 힘들 것으로 예상했다. 양자컴퓨터의 성능이 1만배 향상되고 오류 발생률이 떨어져 100배 정도 정확해지면 128비트 암호코드 해독이 가능해질 것으로 추측됐다.

그러나 이도 수치적인 예상일 뿐 현실화는 매우 힘든 일이다. 미국국립표준기술연구소는 양자컴퓨터 시대를 대비해 새로운 암호화 기술을 이미 개발한 상황이다. 이 연구소는 2024년에 새로운 양자컴퓨터용 암호화 규격 초안을 내놓을 것으로 보고 있다.

이 강력한 암호화 규격이 공개되면 사이버 보안이 한층 강화될 것으로 예상된다. 하지만 창과 방패처럼 양쪽 분야의 기술이 함께 발전하여 뚫리지 않는 암호화 기술은 사실상 불가능하다.

이에 각국은 현재 양자컴퓨터 개발에 공격적으로 나서고 있다. 최근 미국의회는 앞으로 5년간 양자컴퓨터 개발에 12억달러를 투입하는 법안을 통과시켰다. 유럽연합(EU)은 지난 2016년 양자컴퓨팅의 기술개발에 10년간 10억유로를 투입하는 프로젝트를 발표했다.

중국은 최근 화웨이 등의 기업들과 손잡고 양자컴퓨터의 통제시스템을 개발했으며 2020년 100억달러를 들여 양자정보과학국가실험실을 세울 계획이다. 러시아와 일본, 한국도 주도권 경쟁에서 뒤쳐지지 않기 위해 양자컴퓨터 개발을 적극 추진하고 있다.