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SK텔레콤 양자암호통신: 보안 혁신의 길

일반 리포트 2024년 11월 01일
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목차

  1. 요약
  2. SK텔레콤의 양자암호통신 시스템 개발 개요
  3. QKD와 관련된 핵심 기술 확보
  4. 산학연 협력 및 생태계 활성화
  5. 양자암호통신 시장에서의 경쟁력 강화 전략
  6. 결론

1. 요약

  • 이 리포트는 SK텔레콤의 양자암호통신 시스템 개발 현황과 그 기술적 진전을 분석합니다. 양자암호통신은 기존의 보안 문제를 해결할 수 있는 혁신적인 기술로서, 통신의 보안성을 획기적으로 높일 수 있습니다. SK텔레콤은 QKD 기술을 통해 해킹이 불가능한 안전한 통신 환경을 조성하고자 하며, KAIST, ETRI 등과의 협력을 통해 연구개발에 박차를 가하고 있습니다. 주요 활동으로는 초고속 양자난수생성기와 고성능 소형 단일광자검출기 개발, QKD WDM 기술 개발 등이 포함됩니다. 또한 SK텔레콤은 QKD와 PQC를 결합한 하이브리드 솔루션을 통해 시장에서의 경쟁력을 강화하고자 합니다.

2. SK텔레콤의 양자암호통신 시스템 개발 개요

  • 2-1. 양자암호시스템 개발의 필요성

  • SK텔레콤은 향후 무선과 위성통신의 보안성을 높이기 위하여 양자암호통신 시스템 개발에 본격적으로 나섰습니다. 현재의 암호체계들이 해킹 기법의 발전과 더불어 불안정성이 증가하고 있는 가운데, 양자암호키분배(QKD) 기술은 양자 역학의 특성을 활용하여 통신의 보안을 유지할 수 있는 최선의 방법으로 평가받고 있습니다. QKD는 신호를 주고받는 양측에서 동시에 양자 암호키를 생성하고 분배하는 기술로, 원칙적으로 해킹이 불가능한 것으로 알려져 있습니다. 따라서 양자암호시스템의 개발은 선진 통신 환경 구축을 위한 필수적 조치로 여겨지고 있습니다.

  • 2-2. SK텔레콤의 컨소시엄 구성 및 목표

  • SK텔레콤은 한국전자통신연구원(ETRI), 한국천문연구원(KASI), 한국산업기술시험원(KTL), 경희대학교와 함께 '위성 탑재향 장거리 무선 QKD 시스템 개발'을 위한 컨소시엄을 구성하였습니다. 이 컨소시엄은 과학기술정보통신부 산하 정보통신기획평가원(IITP)의 국책 과제를 수주하였으며, 5년간 진행될 예정입니다. 이번 과제의 주요 목표는 다양한 최첨단 기술을 융합하여 30㎞급 장거리 무선 QKD 시스템을 개발하는 것입니다. 이를 통해 SK텔레콤은 유선 QKD 기술력의 무선 및 위성 분야로의 확대를 시도하며, 글로벌 양자 기술 리더십을 높이는 계기로 삼고 있습니다. 또 SK텔레콤은 PQC(양자내성암호) 기술과 QKD를 결합한 하이브리드 형태의 통합 솔루션 개발에도 박차를 가하고 있습니다.

3. QKD와 관련된 핵심 기술 확보

  • 3-1. 초고속 양자난수생성기(QRNG) 및 고성능 소형 단일광자검출기(SPAD)

  • SK텔레콤은 QKD와 관련된 다양한 핵심 기술을 확보하고 있습니다. 여기에는 초고속 양자난수생성기(QRNG)와 고성능 소형 단일광자검출기(SPAD)가 포함됩니다. 특히, SK텔레콤은 이 과제를 통해 2011년부터 쌓아온 세계 최고 수준의 유선 QKD 기술력을 무선 및 위성 QKD 분야로 확대하고, 글로벌 양자 기술 리더십을 높여갈 계획입니다. 또한, 양자QKD에 사용되는 광집적회로 모듈 개발을 위해 KAIST 주도로 진행되는 양자팹 구축 사업에 참여하고 있으며, 이는 2031년까지 KAIST 내 2500㎡ 규모로 구축될 예정입니다.

  • 3-2. QKD WDM 기술 개발

  • SK텔레콤은 QKD를 위해 필요한 두 개의 네트워크 채널인 양자 채널과 데이터 채널을 통합하는 QKD WDM(Wavelength Division Multiplexing, 파장다중화) 기술 개발을 목표로 하고 있습니다. 이 기술 개발은 ETRI 등과 함께 참여하는 양자암호통신 네트워크 채널 단일화 사업의 일환으로 진행되고 있습니다. 이를 통해 SK텔레콤은 QKD 시스템의 소형화 및 구축 비용 절감 등을 달성하며, 양자암호통신 시장에서의 경쟁력을 강화할 예정입니다. 또한, SK텔레콤은 PQC(양자내성암호) 기술과 QKD 기술을 하이브리드 방식으로 통합하여 보안수준과 네트워크 환경, 비용 등 사용자 요구에 부합하는 솔루션 개발도 진행하고 있습니다.

4. 산학연 협력 및 생태계 활성화

  • 4-1. KAIST 주도의 양자팹 구축 사업

  • SK텔레콤은 KAIST 주도로 진행되는 양자팹 구축 사업에 참여하고 있습니다. 양자팹은 양자역학 기반의 반도체 소재를 개발하기 위한 공정 팹 시설로, 2031년까지 KAIST 내 2500㎡ 규모로 구축될 예정입니다. 이 양자팹에서는 SK텔레콤이 양자QKD에 사용되는 광집적회로 모듈 개발에 나설 계획입니다. 이를 통해 SK텔레콤은 양자암호통신 시스템에 필요한 기술적 역량을 더욱 확장하고, 경쟁력을 높이고자 합니다.

  • 4-2. ETRI와의 협력 및 국책 과제 수주

  • SK텔레콤은 한국전자통신연구원(ETRI), 한국천문연구원(KASI), 한국산업기술시험원(KTL), 경희대학교와 함께 양자암호통신 시스템 개발을 위한 컨소시엄을 구성하여 과학기술정보통신부 산하 기관의 국책 과제를 수주했습니다. 이 과제는 '위성 탑재향 장거리 무선 QKD(양자암호키분배) 시스템 개발'을 목표로 하며, 다양한 최첨단 기술을 융합하여 약 30㎞ 범위에서 장거리 무선 QKD 시스템을 개발하는 것을 주목적으로 하고 있습니다. 이를 통해 SK텔레콤은 QKD 기술력을 무선 및 위성 통신 분야로 지속적으로 확대하고, 글로벌 양자 기술 리더십을 높이려는 노력을 하고 있습니다.

5. 양자암호통신 시장에서의 경쟁력 강화 전략

  • 5-1. QKD와 PQC의 하이브리드 통합 솔루션 개발

  • SK텔레콤은 QKD(양자암호키분배)와 PQC(양자내성암호) 기술을 하이브리드 방식으로 통합한 솔루션 개발에 착수하였습니다. 이 과정에서 SK텔레콤은 양자 기업들의 연합체 ‘엑스퀀텀’의 멤버사인 IDQ와 협력하고 있으며, 자체 개발한 PQC 기술과 QKD 기술을 결합하여 고객의 다양한 요구를 충족시키기 위한 솔루션의 개발을 추진하고 있습니다. 해당 전략은 보안수준, 네트워크 환경 및 비용 등의 여러 요소를 고려하고 있으며, 이는 글로벌 양자 기술 리더십 확보를 위한 중요한 단계로 자리잡고 있습니다.

  • 5-2. 양자암호칩 ‘Q-HSM’ 출시

  • SK텔레콤은 양자암호칩 ‘Q-HSM’을 출시하였습니다. 이 제품은 소프트웨어 기반의 PQC 암호통신기술, 하드웨어 기반 QRNG(양자난수생성기), 물리적 복제 방지(PUF) 기술을 동시에 탑재하고 있으며, 2024년 6월에 열린 ‘퀀텀코리아 2024’ 전시회에서 최초로 공개되었습니다. SK텔레콤은 이 기술을 통해 양자암호통신 시스템을 소형화하고 구축 비용 절감을 목표로 하고 있으며, 다양한 기술을 결합하여 양자암호통신 시장에서의 경쟁력을 더욱 높이기 위한 노력도 병행하고 있습니다.

결론

  • SK텔레콤은 양자암호통신 기술을 통해 통신 보안성을 획기적으로 높이고 있으며, QKD와 PQC 기술의 결합을 통해 안전하고 신뢰성 있는 통신 환경을 제공하고 있습니다. 이러한 기술적 진전은 국책 과제와 KAIST와의 협력을 통해 이루어지고 있으며, 이는 양자 기술 생태계 활성화에 크게 기여하고 있습니다. 그러나 양자암호통신 개발에는 높은 비용과 기술적 복잡성이 수반되며, 이는 해결해야 할 과제로 남아있습니다. 앞으로 SK텔레콤의 기술적 성과는 국내외 양자암호통신 시장에서의 지위 강화에 큰 역할을 할 것으로 기대되며, 양자 기술의 실질적 적용 가능성은 통신 분야에 새로운 혁신을 가져올 것입니다.

용어집

  • 양자암호통신 [기술]: 양자암호통신은 양자역학의 원리를 활용하여 정보를 안전하게 전송하는 기술로, 해킹이 거의 불가능한 보안성을 자랑합니다. QKD는 양자암호통신의 핵심 기술로, 암호키를 안전하게 분배하는 방법을 제공합니다.
  • SK텔레콤 [회사]: SK텔레콤은 한국의 대표적인 통신사로, 최신 통신 기술 개발을 위해 다양한 연구개발 프로젝트를 수행하며, 양자암호통신 분야에서도 선도적인 역할을 하고 있습니다.
  • KAIST [대학]: KAIST는 한국의 대표적인 과학 기술 대학으로, 양자 기술 연구에서 선도적인 역할을 하고 있으며, SK텔레콤과의 협력을 통해 양자 기술 생태계의 발전에 기여하고 있습니다.

출처 문서