기업이 생산한 물품에 대한 소비의 주도권은 물론이요,인터넷과 시민사회를 통한 정치 참여 및 견제는 역사상 유례가 없을 정도로 폭발적이다.
트위터나 페이스북 등 SNS(소셜네트워킹서비스)를 통한 1인 언론사로 기존 언론이 하지 못한 특종을 하는 경우도 다반사다.
모바일 혁명으로 인해 손안에서 인터넷과 TV 등 모든 미디어가 가능한 시대도 이미 도래했다.
미래학자 앨빈 토플러가 "21세기는 지식정보사회"라고 예언한 내용을 우리는 그대로 목격하고 있는 것이다.
지식정보사회란 과거 정부기관이나 대학,도서관에 국한됐던 수직적이고 폐쇄적인 지식과 정보가 인터넷을 통해 모든 사람이 공유하는 수평적 지식사회를 일컫는다.
즉 과거에는 일부 지식인에만 한정되었던 폐쇄적인 지식정보가 미래에는 대부분의 사람이 아무 때나,어느 곳에서나 접근 가능한 범용적 지식정보가 된다는 것을 의미한다.
그러나 인터넷이 무한 확장되고 정보통신 용량이 증가하면서 새롭게 대두되는 문제가 정보보안이다.
인하대 양자정보처리연구단을 통해 절대적 정보보안 기술에 대해 알아보자.
최근 인터넷을 통한 일련의 개인정보 유출 사건은 이미 정보보안이 위험 수준으로 치닫고 있음을 보여준다.
따라서 국가적으로 정보보안에 대한 대처는 미룰 수 없는 시급한 문제다.
현재 인터넷의 암호체계는 대부분 공개키(PKI) 암호 방식(RSA 방식)으로 돼 있다.
PKI 방식은 암호화와 복호화 키로 구성된 공개키를 이용해 송수신 데이터를 암호화하고 인터넷 사용자가 보유한 암호를 이용해 사용자(거래자)의 신원을 확인하는 방식의 사용자 인증 시스템이다.
이 방식은 컴퓨터의 발전 속도와 함께 진화해 왔기 때문에 현재의 보안능력과 컴퓨터의 처리능력은 한마디로 창과 방패의 관계라고 할 수 있다.
암호 방식은 컴퓨터가 처리하기 힘든 소인수 분해 방식에 기초해 있기 때문이다.
한편 양자암호란 양자신호를 사용하는 암호체계로 무조건 절대보안이 가능한 것이 특징이다.
해킹이 일어나는 순간 정보가 자동적으로 깨지거나,정보를 보낸 사람에게 자동적으로 감지돼 전송을 철회할 수 있는 등 절대보안이 가능한 원리에 기초하고 있다.
선진국들은 이미 10여년 전부터 국가 주도로 양자암호 연구를 지원해 왔으며,이미 양자암호 기기도 등장한 것으로 알려졌다.
단 현재 양자암호기기로는 정보처리 용량이 매우 한정적이고 특히 통신상의 거리가 제약돼 실용화가 지연되고 있다.
함병승 인하대 전기공학부 교수는 교육과학기술부 창의연구단인 광양자정보처리연구단장을 맡으며 양자암호를 범용적으로 구현해 미래 사회의 보안 위협에 대비하기 위한 연구를 진행 중이다.
그는 양자정보통신과 양자암호의 핵심인 양자메모리 분야를 연구하고 있다. 메모리는 PC의 정보처리나 통신에 있어 필수 요소인데,양자정보처리나 양자통신에 있어서는 양자메모리가 그 역할을 대신한다.
앞서 언급한 양자암호의 거리 제한은 매우 중요한 문제다.
양자신호는 광섬유나 공기를 따라 전송되는 경우 전송거리에 반비례해 세기가 약해진다. 양자정보에 있어 약해진 양자 신호는 단순한 증폭으로는 회복될 수 없다.
왜냐 하면 '양자신호 복제불능 원리' 때문이다. 따라서 '양자반복'이라는 새로운 방식에 의해서만 잃어버린 양자 신호를 회복할 수 있는데 이 양자반복에 있어 핵심 요소가 바로 양자메모리다.
양자메모리는 양자신호인 빛을 물질에 저장했다가 일정 시간 후에 임의로 꺼내 쓸 수 있는 '양자신호 저장장치'로 보면 된다.
이는 마치 전기신호를 반도체에 저장했다가 필요할 때 꺼내 쓰는 D램(DRAM)을 생각하면 쉽게 이해할 수 있다.
그러나 신호의 세기 혹은 위상만을 고려하는 D램에 비해,양자메모리는 양자신호의 세기와 위상 모두를 고려해야 한다.
현재 알려진 양자메모리는 공진하는 광물질에 양자신호, 즉 빛이 상호작용할 때 이 빛이 물질의 양자 결맞음(다수 원자들을 일정한 순서로 재배열하는 효과)으로 치환돼 저장되는 것에 기본 원리를 두고 있다.
다만 이렇게 치환된 양자 결맞음은 시간이 지나면서 기하급수적으로 소실돼 장시간 저장이 어렵게 된다.
따라서 이 저장시간의 한계를 극복하는 것이 양자메모리 연구에 있어 주요 이슈다.
또 전송 거리가 증가함에 따라 양자 반복기의 개수가 늘어나야 하고 양자메모리의 저장 시간도 함께 늘어나야 한다는 점도 고려해야 한다.
국가 간 양자통신을 위해서는 적어도 초 단위의 저장 시간이 필요하다. 현재 가능한 양자메모리의 저장 시간은 1000분의 1초 수준으로 요구 저장시간에 비해 턱없이 짧아 실용적인 사용은 불가능한 상황이다.
함 교수가 이끄는 광양자정보처리연구단은 2006년 교육과학기술부 창의연구단에 선정된 이래 1단계 연구로 3년 동안 초고속 디지털 광양자로직 기초연구에 집중해 성과를 냈다.
또 작년부터 시작된 2단계 연구에서는 양자메모리 연구에 집중하고 있다. 최근 성과로는 2009년 '네이처 포토닉스'에 양자메모리의 저장시간을 기존 한계보다 최소 1000배 이상 길게 할 수 있다는 원리를 제안한 논문을 실었다.
현재는 이를 실험적으로 증명하는 논문을 작성 중이며 네이처에 투고를 준비하고 있다.
또 향후 단광자 등 양자성질을 갖는 빛을 이용해 진정한 양자메모리를 구현할 예정이며,거리에 제한을 받지 않는 양자 전송 연구도 병행할 계획이다.
함 교수의 연구가 성공적으로 이뤄지면 세계에서 처음으로 거리제한이 없는 양자암호 구현을 위한 기초적인 토대가 마련된다.
이는 국격 향상은 물론 미래 정보사회에 무조건적 보안을 담보하는 양자암호체계 기술에 선도적 위치를 점하고 신산업을 창출해 적지 않은 경제적 부가가치도 창출할 것으로 기대된다.
기업내부정보보호 · 개인정보보호 · 데이터베이스(DB)보호 강소기업인 소만사의 김대환 대표는 "평소에는 별 관심이 없지만 한번 사고가 일어나면 재앙으로 닥칠 수 있는 것이 정보보안 문제"라며 "장기적인 안전을 위해 정보보안 기술은 모든 기업이 수시로 상태를 점검할 필요가 있다"고 말했다.
![[Science] 해킹에 절대로 뚫리지 않는 인터넷 정보보안기술 '양자 암호'](https://img.hankyung.com/photo/201011/2010110483221_2010110531761.jpg)
