양자 암호가 절대 해킹 당할 수 없는 이유

기술의 발달로 보안체계가 갈수록 복잡해지고 안전해 지고는 있지만, 그만큼 보안을 위협하기 위해 발전하는 해킹 기술들도 같은 속도로 발전하고 있다. 따라서 개인 정보, 금융, 더 나아가 국가 안보와 관련된 정보를 보호하고 보안을 더욱더 철저히 하는 것이 갈수록 중요해주고 있다. 양자 컴퓨터가 개발되면서, 기존의 암호 체계가 가진 보안 방식이 쉽게 뚫릴 수 있게 되자, 이에 맞서서 양자 컴퓨팅 기술을 이용한 양자 암호가 주목받고 있다. 양자 암호가 왜 안전하며, 절대 해킹당할 수 없는 이유에 대해 알아보자. 

 

양자 중첩 

 

먼저 우리는 양자역학의 가장 기본이 되는 양자의 중첩성에 대해 먼저 이해해야 한다. 이것이 바로 양자 암호가 안전한 가장 큰 이유이기 때문이다. 양자중첩이란 가장 쉽게 말하면, 두 개 이상의 다른 상태가 함께 있는 것을 의미한다. 고전 물리학에서 빛은 파동이라고만 믿어왔으나, 실제로는 파동과 입자의 두 성질을 모두 갖고 있다는 것이 밝혀지면서, 이를 양자 중첩 상태라고 부르게 되었다. 물리학자인 슈뢰딩거의 사고 실험인, 슈뢰딩거의 고양이와 이중 슬릿 실험을 통해 좀 더 쉽게 이해가 가능하다. 아래 글애서 확인할 수 있다. 

 

양자역학과 의료 기술의 발전

양자 중첩과 양자 암호 

 

양자 중첩의 가장 큰 또 하나의 특징은, 두 가지 형태의 양자 상태를 확인, 즉 '측정'하는 순간 양자 중첩 상태가 붕괴된다는 것이다. 즉, 컴퓨터의 통신 신호인 0과 1을 양자 컴퓨터가 동시에 가지고 있다가, 어느 한쪽이 0인지, 1인지 확인하는 순간 0과 1중 단 하나만 갖게 된다는 뜻이다. 이를 양자 암호에 적용 시킨다면, 양자 암호를 주고받던 두 사람의 중간에서 누군가가 이 암호를 확인하려는 순간, 두 사람이 알던 암호가 아닌 전혀 다른 암호가 되어 버린다는 것이다. 

 

정확해야 할 암호가 오류가 난다면, 그건 바로 중간에 해커와 같은 누군가 암호를 듣거나 보고나 하는 등의 '측정'을 시도했다는 뜻이므로, 달라진 암호에 연결된 정보를 즉각 폐기 하거나 암호를 다시 변경하면 되므로, 정보가 실제로 새어 나갈 수 없게 되는 것이다. 

 

양자 암호의 정확성 

 

양자 컴퓨터가  아무리 기존의 암호 체계를 완전히 무너뜨릴 수 있는 기술을 지니고 있다 하더라도, 같은 양자 기술을 적용한 양자 암호는 어째서 절대 풀 수 없는 것일까? 그것은 양자역학의 기본 원칙인, 측정과 동시에 전혀 다른 것으로 바뀌는 양자 상태 붕괴라는 양자학의 대전제에 위배되기 때문이다.  양자 컴퓨터가 양자 암호를 풀 순 있지만, 그것을 푸는 순간 암호 자체가 변형되기 때문에 사용 불가한 암호가 되는 것이다. 

마치 상자 속에 맛있는 음식이 있는 걸 알고, 내가 그 상자를 열 수 있다 하더라도, 내가 그 상자를 여는 순간 그 음식이 연기가 되어 사라져 버린다면 그 상자를 연 것은 아무런 의미가 없어지는 것과 같다. 

 

양자 암호가 필요한 분야와 기술 발전 

 

앞서 설명한 것과 같이 양자 암호는 다양한 분야에서 활용될 예정이다. 개인간의 금융 거래는 물론, 의료 정보를 포함한 개인 정보 보호, 그리고 기업의 기밀문서 유지와 국방 기술에 관한 기밀 등을 안전하게 보호하기 위해 양자 암호는 국내외 많은 기업들을 통해 빠르게 발전하고 있다. 

아직까지는 양자 암호를 보내는 거리와 기술 상용화로 인한 비용 문제로 널리 쓰여지고 있진 못하지만, 양자 컴퓨터의 비약적인 발전 속도에 맞춰 양자 암호도 곧 우리 생활에서 쓰인 기존의 암호 체계를 머지않은 시점에 완전히 대체될 것으로 기대된다. 

 

이러한 양자 암호의 필요성과 기대감은 세계 양자 기술의 시장을 급속히 발전 시키고 있다. 양자학과 관련된 기술 분야 중에서도 양자암호통신은 특별히 더욱 더 빠른 속도로 커지고 있는데, 인사이드 퀀텀 테크놀로지의 조사에 따르면, 양자암호통신의 시장 규모는 연평균 60%에 육박하고 있다고 한다. 경쟁이 가속화된다는 것은, 그만큼 큰 수요가 있다는 뜻일 것이다. 

 

불과 몇 년전만 해도 공인 인증서로 모든 보안이 완벽히 이뤄질 것이라고 기대했지만 지금은 공인 인증서도 더 간편한 금융 인증서로 대체되고 있고, 더 큰 보안이 필요한 분야에서는 공인 인증서나 금융 인증와 같은 보안 체계로는 그 한계가 뚜렷해지고 있다. 

하루 빨리 양자암호 기술이 상용화되어, 안전한 정보로 우리 개인의 재산과 인간다운 안전한 삶이 지켜지길 기대해본다. 

 

양자 컴퓨터 기술, 어디까지 왔나?