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포스트 양자 암호화 시대 대비: 미국과 대한민국의 준비 현황과 향후 과제

포스트 양자 암호화 시대 대비: 미국과 대한민국의 준비 현황과 향후 과제

미국 바이든-해리스 행정부는 양자 컴퓨터 시대에 대비해 포스트 양자 암호화(PQC) 준비 작업을 활발히 진행 중입니다. 양자 정보 과학(QIS)은 기술 혁신을 이끌 중요한 분야로, 다양한 산업에서 적용될 가능성을 가지고 있습니다. 하지만 양자 컴퓨터가 발전하게 되면 기존의 암호화 방법을 무력화할 위험이 따릅니다. 이러한 위협을 해결하기 위해, 미국 정부는 중요 인프라 시스템과 데이터를 보호하기 위한 포스트 양자 암호화 표준을 마련하고 있습니다.

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대한민국의 양자산업 현황

대한민국도 양자 기술과 관련된 연구와 산업에 대한 관심을 높이고 있습니다. 2020년부터 본격적으로 양자 기술 국가 전략을 발표하고, 다양한 정부 부처와 연구소가 협력하여 양자 컴퓨팅, 양자 통신, 그리고 양자 암호화와 같은 핵심 분야에서 경쟁력을 강화하고 있습니다.

양자 암호 통신

국내 통신사들은 양자 암호화 기술을 상용 네트워크에 도입하기 위한 시험 작업을 진행 중입니다. 특히, KT와 SKT는 양자 암호 통신 기술을 활용해 통신 보안 솔루션을 제공하고 있으며, 이를 기반으로 국가 보안 시스템에도 적용을 확대해 나가고 있습니다.

양자 컴퓨팅

한국은 아직 양자 컴퓨터 개발에 있어서는 초기 단계이지만, 국내외 기업 및 연구기관과의 협력을 통해 기술 개발을 가속화하고 있습니다. 최근 삼성전자와 LG전자가 양자 컴퓨팅과 관련된 연구 협력에 적극적으로 나서고 있으며, 스타트업들도 양자 컴퓨터 기반 소프트웨어 개발에 집중하고 있습니다.

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미국의 포스트 양자 암호화 표준 발표

2024년 8월, 미국 국립표준기술연구소(NIST)는 세계 최초의 포스트 양자 암호화(PQC) 표준을 발표했습니다. 이 표준은 양자 컴퓨터의 발전에도 불구하고 데이터를 안전하게 보호할 수 있는 기술로, 두 가지 주요 용도로 설계되었습니다.

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1. 일반 데이터 암호화

네트워크를 통해 전송되거나 저장되는 데이터를 보호하는 목적입니다.

2. 전자 서명

신원 인증을 위한 전자 서명 보호 표준입니다.

알고리즘 세부 사항

• FIPS 203: ML-KEM(Module-Lattice-Based Key-Encapsulation Mechanism) 알고리즘을 사용한 일반 암호화 표준입니다.
• FIPS 204: 전자 서명 보호를 위한 ML-DSA(Module-Lattice-Based Digital Signature Algorithm) 표준입니다.
• FIPS 205: SLH-DSA(Stateless Hash-Based Digital Signature Algorithm)를 사용하는 백업 전자 서명 보호 표준입니다.

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미국 정부의 양자 암호화 대비 전략

미국 정부는 양자 컴퓨터 시대에 대비해 다양한 전략적 조치를 시행하고 있습니다.

국가 양자 이니셔티브 자문 위원회(NQIAC)

2022년, 바이든 대통령은 NQIAC를 대통령 자문 위원회로 승격시켜, 양자 정보 과학(QIS)에 대한 정부의 일관된 접근 방식을 강조하고 있습니다.

관리예산국(OMB)의 명령

OMB는 연방 기관이 NIST의 새로운 PQC 표준으로 신속하게 이전할 수 있도록 지침을 마련했습니다. 각 기관은 정보 보호와 기술 발전에 앞서 나가야 합니다.

국가 사이버 보안 전략

국가 사이버 국장실(ONCD)은 취약한 암호화 시스템을 식별하고, 이를 우선 처리할 수 있는 정부 시스템 인벤토리를 구축 중입니다. 동맹국과 협력하여 포스트 양자 암호화 전환을 주도하고 있습니다.

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양자산업 어떻게 준비해야할까요?

대한민국의 향후 과제

대한민국은 양자 암호화 및 양자 기술 분야에서 기술력과 연구를 지속적으로 강화할 필요가 있습니다. 정부 차원에서 양자 컴퓨팅 연구에 더 많은 자원을 투자하고, 기업과 연구기관의 협력을 통해 기술 상용화를 가속화해야 합니다.

글로벌 협력 강화

한국은 양자 기술 분야에서 국제적인 협력을 확대해야 하며, 특히 미국, 유럽 등 기술 선도국과의 공동 연구 및 정보 교류를 통해 경쟁력을 키워야 합니다.

산업 생태계 조성

양자 기술의 상용화와 보급을 위해 관련 스타트업과 중소기업에 대한 지원을 늘리고, 산업 생태계를 조성하는 것이 필요합니다.

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결론

바이든-해리스 행정부는 미래의 양자 컴퓨터로부터 국가 안보와 중요 인프라를 보호하기 위해 포스트 양자 암호화 표준을 적극적으로 마련하고 있습니다. 이러한 조치는 경제적 경쟁력을 유지하고, 양자 기술 리더십을 강화하기 위한 필수적인 전략입니다.

대한민국 또한 양자 기술과 암호화 분야에서 선진국들과의 기술 격차를 줄이기 위해 더 많은 자원과 협력을 필요로 합니다. 글로벌 표준을 주도적으로 받아들이고, 이를 기반으로 한 기술 발전을 가속화하는 것이 향후 대한민국의 미래 양자 기술 경쟁력에 중요한 역할을 할 것입니다.