IBM 퀀텀 스탈링 시스템 렌더링 이미지 · 출처 IBM 

[한국미래일보=김아림 대학생 기자]

카카오뱅크 로그인, 네이버페이 결제, 전자서명까지. 우리가 매일 쓰는 디지털 서비스는 단 하나의 암호 체계 위에서 작동하고 있다. 그런데 이 암호를 단 몇 시간 만에 무력화할 수 있는 컴퓨터가 등장을 예고하고 있다. 바로 양자컴퓨터다.

현재 공개키 암호 기법들 중 가장 널리 사용하는 RSA는 큰 자리 합성수의 소인수분해가 어렵다는 것에 착안한 방식이다. 이 소인수분해를 풀기 위해 일반 컴퓨터로는 수백만 년 이상이 걸리기 때문에 안전했는데, 양자컴퓨터의 Shor 알고리즘은 몇 시간 내에 푼다. 키 길이를 늘이는 것으로도 소용이 없고, 완전히 다른 암호로 교체하는 것 외엔 방법이 없다. 이 RSA 공개키 암호는 금융권 인증서와 전자서명 등에 널리 쓰이고 있다. 

지금 중요한 것은 2026년 현재 Shor 알고리즘으로 RSA를 뚫을 수 있냐는 것이다. 지난 3월 칼텍 연구팀이 arXiv에 발표한 논문에 따르면, Shor 알고리즘을 단 1만 개의 원자 큐비트로 실행할 수 있다는 이론적 분석 결과가 나왔다. 하지만 현재 실제로 작동하는 최고 사양의 양자컴퓨터는 수백 큐비트 수준에 머물러 있다. 또한 오류 정정 기술은 이제 막 걸음마 단계다. 

그렇다면 지금 당장은 안전할 걸까. 꼭 그렇지만은 않다. 선수집·후복호화(HNDL) 공격을 고려해야 한다. HNDL은 지금의 암호화 데이터는 보관해 두었다가, 양자컴퓨터가 발전했을 때 해독하는 공격으로 오늘은 안전하게 오갔던 데이터가 미래에 해킹될 수 있다. 결제 데이터와 같이 장기간 유지해야 하는 데이터의 경우 이미 위험한 셈이다. NIST 보고서는 최초의 암호 침해가 2030년에 발생할 수 있다고 경고했고, 워털루대 Michele Mosca 박사는 2031년까지 기존 공개키 암호화의 일부가 깨질 확률을 50%로 추정했다.

양자컴퓨터가 뚫지 못하는 새 암호를 위해 양자내성암호(PQC)가 거론된다.  토스페이먼츠는 국내 금융·IT 업계에서 최초로 전제결제서비스 접점에 PQC를 도입했다. 데이터센터와 클라우드 등 인프라 환경 전반에 걸쳐 적용을 마치며 완만한 상용화 단계에 다다랐다. 

과학기술정보통신부와 한국인터넷진흥원(KISA)은 국방, 금융 등 5개 분야에서 컨소시엄을 선정해 기업들의 양자내성암호(PQC) 전환 비용으로 약 45억 원을 지원하기로 했다.

지금 당장 우리의 암호 체계가 양자컴퓨터에 의해 뚫리는 일은 없다. 하지만 2030년대 위협이 현실화한다면, 준비를 시작해야 할 시점은 지금이다. 암호 민첩성이 갖춰지지 않으면, 대응 시기를 놓치고 막대한 비용이 발생할 수 있다.  개인이 당장 할 수 있는 일은 없지만, 내가 쓰는 서비스가 얼마나 미래 보안에 대비하고 있는지 관심을 갖는 것이 시작이다.