[한국미래일보=장현진 대학생 기자]

양자 컴퓨터는 현대의 전통적 컴퓨터와는 전혀 다른 원리로 작동하는 새로운 컴퓨팅 시스템입니다. 일반적인 컴퓨터는 정보를 1과 0의 이진 비트로 처리하지만, 양자 컴퓨터는 '양자 비트' 또는 '큐비트'라는 정보 단위를 사용합니다. 큐비트는 1과 0 상태를 동시에 가질 수 있는 능력을 가지고 있어, 이로 인해 양자 컴퓨터는 많은 계산을 병렬로 수행할 수 있습니다. 이렇게 복잡한 문제를 기존의 컴퓨터보다 빠르게 해결할 수 있다는 잠재력을 가지고 있습니다. 그러나 아직 양자 컴퓨터는 연구 및 개발 단계에 있어, 그 가능성을 완전히 이해하고 활용하기 위한 과제가 여전히 남아 있습니다.

양자 컴퓨터의 등장은 현재의 암호 체계에 중대한 위협이 될 수 있습니다. 현대 암호학은 복잡한 수학적 원리, 특히 곱셈은 쉽지만 그 반대의 과정인 인수분해는 어렵다는 점을 기반으로 합니다. 그러나 양자 컴퓨터는 쇼어의 알고리즘과 같은 효율적인 인수분해 방법을 활용하여, 현재 널리 사용되는 RSA 같은 공개키 암호를 무력화시킬 수 있습니다.

이러한 위협에 대응하기 위해 연구자들은 양자 컴퓨터의 공격에도 견딜 수 있는 양자 내성 암호를 개발하고 있습니다. 그 중 하나가 '격자 기반 암호'로, 이는 수학적 구조인 '격자'를 기반으로 합니다. 격자는 공간에서 규칙적으로 배열된 점들의 집합을 의미합니다. 격자 기반 암호의 안전성은 '가장 가까운 점 찾기' 문제의 복잡성에 기반하며, 이 문제는 현재 알려진 양자 알고리즘으로도 효율적으로 해결하기 어렵습니다.

양자암호의 중요성은 현재의 암호 체계가 양자 컴퓨터의 출현에 의해 붕괴될 가능성을 고려하면 더욱 강조됩니다. 우리의 디지털 세계가 암호화에 의존하고 있기 때문에, 이는 금융 거래부터 개인 정보 보호, 국가 안보에 이르기까지 모든 것에 영향을 미칠 것입니다. 그래서 양자 내성 암호의 개발은 과학적인 도전이 아니라, 우리의 디지털 미래를 안전하게 보장하기 위한 필수적인 과제로 간주되어야 합니다. 양자 컴퓨터의 시대가 도래하더라도 우리의 정보가 안전하게 보호받을 수 있도록, 양자암호 연구와 개발의 중요성을 계속해서 강조해야 합니다.

현재 양자내성암호연구단은 양자내성암호국가공모 1차를 진행 중입니다. 2023년 7월 기준으로 16개의 알고리즘이 첫 라운드를 통과해 양자내성암호연구단 홈페이지에 연구결과와 알고리즘 패키지가 공개되었습니다. 또한, 한국암호포럼, 한국정보보호학회, 양자내성암호연구단이 주관하는 2023 국가암호공모전에서는 KpqC알고리즘에 대한 안전성 및 효율성 분석 결과에 대한 논문을 공모하고 있으며, 대학생, 대학원생, 박사후연구원, 산업체 재직자 등이 참여할 수 있습니다. 이를 통해 양자암호의 발전과 보급에 한 걸음 더 나아갈 수 있기를 기대합니다.

[부산대학교 정보보호 및 사물지능 연구실 소속 장현진 대학생 기자]