[포럼] 융합시대 `양자보안` 신세계 열린다

이혁로 한국과학기술정보연구원(KISTI) 과학기술디지털융합본부장

디지털 전환은 아날로그 정보를 디지털화하고, 디지털 정보를 활용하여 업무를 자동화하여 효율을 높이고, 더 나아가 미래를 예측 및 대응하는 것을 의미한다. 디지털 전환에서 핵심 요소는 D.N.A. 즉, 데이터(Data), 네트워크(Network), 인공지능(AI)으로, DNA를 융합하는 디지털융합서비스에 대한 연구개발이 활발하게 진행되고 있다.

1980년대 후반 인터넷 서비스가 실용화가 시작될 때 인터넷과 통신망 속도는 56Kbps~1.544Mps급이였지만 현재의 인터넷 속도는 기가급을 넘어 테라급으로 고속화되어가고 있다. 초기 인터넷 서비스가 시작된 이래 30여년 동안 10년 주기로 약 100배 정도의 통신망 속도가 증가되어서 현재는 100만배까지 통신 속도의 증속이 이루어졌다.

이러한 네트워크 기술과 인프라의 고도화는 방대한 데이터의 교류를 가능하게 하고 데이터를 활용한 다양한 응용 연구 및 디지털 서비스를 확대시키고 있다. 이에 따라 빅데이터를 수집하고 공유 및 교류하여 필요한 분야에서 공동 활용할 수 있는 체계 및 인프라가 필요해졌다.

기존의 IX(Internet Exchange)에서는 인터넷 트래픽과 데이터가 혼용되어 전송되기 때문에 데이터의 안정성과 전송 속도를 보장하기 어렵다. 따라서 대용량의 연구 및 실험 데이터를 빠르고 안전하게 전송할 수 있는 빅데이터 전용의 데이터 교류 및 공유를 지원하는 DX(Data Exchange) 연구개발 및 인프라 구축이 필요하다. 이는 대용량 데이터를 활용한 협업 연구 및 서비스 개발을 활발하게 이룰 수 있는 환경을 조성할 수 있을 것이다.

컴퓨팅 파워, 네트워킹 인프라가 계속해서 고도화되면서 동시에 악의적인 사이버공격도 점차 첨예화되고 있다. 날로 늘어나는 수천만 건의 사이버 위협에 대응하기 위해서는 기존의 사람 중심의 정보보안 체계에서 벗어나 AI를 활용한 자동화된 체계로의 전환이 필수불가결한 상황이다.

AI 기술을 사이버위협 탐지와 분석 분야에 적용함으로써 기존에 발생한 공격과 동일하거나 유사한 공격을 실시간으로 자동 처리할 수 있는 정보보안 체계를 구축할 수 있다. 더 나아가서는 기존에 발생하지 않았거나 기존의 공격유형을 벗어난 새로운 공격도 실시간으로 탐지할 수 있게 해줄 것이다.

또한 사용자와 시스템, 네트워크에 대한 보안성과 안전성을 강화하기 위해 암호화통신 서비스가 범국가 차원에서 늘어나고 있다. 실제로 공공·산업체 트래픽의 약 80%가 암호통신을 사용하고 있으며, 이는 대부분의 사이버공격 또한 암호화되어 눈에 보이지 않게 된 것을 의미하는 것이다. 다시 말해서, 앞으로는 눈에 보이지 않는 암호화된 사이버공격과 싸움을 준비해야 하는 시대가 왔다는 것이다. 안전한 디지털 사회 실현을 위해서는 사이버안보 분야의 기술개발 패러다임 전환 및 암호화된 사이버위협에 대응하기 위한 범국가적 사이버안보 역량 확보가 반드시 필요하다.

아울러, 최근 양자컴퓨터 대두에 따른 기존 암호체계의 위협에 대한 대응 방안으로 양자암호기술이 연구되고 있다. 양자암호 기술 중에 대표적인 것은 양자키분배 기술로 암호키 분배의 안전성을 정보 이론적으로 증명할 수 있음이 알려져 있다. 현재 대다수 인터넷 서비스의 암호체계인 공개키 기반 암호시스템은 수학적 문제의 복잡도에 기반하기 때문에, 높은 연산 능력을 가진 장치가 개발될 경우 위협에 노출될 수 있으나, 양자 암호키 분배는 안전성이 계산 복잡도에 의존하지 않으므로 그러한 위협으로부터 안전하다.

데이터 통신에서 양자키분배 기술을 먼저 고려한 계층은 물리계층이다. 물리계층은 광섬유 기반으로 통신을 수행하기 때문에 해킹할 수 없을 것으로 여겨졌으나 ICT 기술의 발달로 간단한 장비로도 광케이블의 해킹이 가능함이 알려짐으로써 물리계층 보안에 대한 필요성이 대두되었다. 양자키분배 장비를 통해 물리계층을 보호하는 것으로 양자키분배 기술의 사용성을 확인하였다,

이렇듯 고속화된 네트워크 상을 통해 전달되는 수많은 데이터를 안전하게 지키기 위해서 양자암호통신망 전환과 함께 AI를 이용한 사이버 관제체계가 조화를 이뤄야 한다. 이렇게 되면 가속화되는 데이터 기반의 디지털전환 시대에 안전하게 대응하고, 해커로부터 국가 중요 연구데이터를 안전하게 지키는 강력한 보안체계를 구축할 수 있게 될 것이다.