#영화 ‘리브 더 월드 비하인드’에서 테슬라 차량이 충돌하는 장면이 나온다. 차량들은 빠른 속도로 질주하다가 앞차와 부딪힌 뒤에야 멈춰 선다. 뒤이어 또 다른 차량이 굉음을 내며 돌진한다. 이 차량들의 공통점은 모두 운전석이 비어 있다는 점이다. 자율주행차량의 시스템이 해킹되면서 제멋대로 운전될 수 있다는 점을 암시하는 장면이다.
#제조공장에서 한창 작업 중이던 휴머노이드 로봇들이 갑자기 동작을 멈추고 인간 작업자들을 공격한다. 일부 로봇은 사람을 작업해야 할 물건으로 오인한다. 관제소 직원이 오작동하는 로봇들을 통제하려고 하지만 이는 통하지 않는다. 관제 시스템이 양자컴퓨터에 의해 해 바다이야기릴게임 킹 당한 결과다. 물리적 힘까지 갖춘 로봇 앞에서 인간은 무방비 상태에 놓인다.
영화나 상상 속에서만 가능한 일 같지만 실제로 얼마든지 벌어질 수 있는 일이다. 인공지능(AI) 에이전트, 피지컬 AI 등이 빠르게 일상으로 들어오고 있어서다. 이에 보안 시스템이 뚫릴 경우 피해는 온라인을 넘어 현실 전반으로 확대될 가능성이 크다. 실제로 양 릴짱 자컴퓨터 기술이 발전하면서 기존 시스템의 암호체계가 무력화될 것이라는 전망이 나온다. 전문가들은 AI 전환(AX), 로봇 전환(RX)이 화두로 떠오른 지금이 양자내성암호 등 차세대 보안 기술로 대비해야 할 때라고 입을 모은다.





양자컴퓨 바다이야기고래출현 터도 못 푸는 암호

최근 가상화폐 스타트업 업계에서는 양자컴퓨터발(發) 보안 이슈가 급부상하고 있다. 양자컴퓨터가 충분히 발전하면 비트코인뿐만 아니라 가상화폐 지갑의 보안이 뚫릴 수 있다는 이유에서다. 이는 비단 가상화폐만 해당되지 않는다. 현재 통신, 금융 등 전반에 활용되는 암호체계가 양자컴퓨터 앞에서는 무력화 사이다쿨바다이야기게임 될 가능성이 크다.

이는 현재의 암호화 방식 때문이다. 그동안 사용자·기기 인증과 전자서명 등에 사용되는 공개키 암호 방식은 ‘큰 수의 소인수분해’와 같은 계산 난이도에 기반해 안전성을 확보해왔다. 기존 컴퓨터로는 현실적으로 풀기 어려운 문제였다.
그러나 양자컴퓨터는 이러한 전제를 무너뜨린다. 양자컴퓨 손오공릴게임 터가 소인수분해를 단시간 내 해결해 현재의 암호체계를 근본적으로 위협한다. 이 같은 구조 위에서 운영돼 온 인터넷뱅킹, 통신, 데이터 전송 등 주요 서비스 전반이 모두 영향을 받을 수 있다는 의미다. 천정희 크립토랩 대표는 “양자 컴퓨터가 나오면 공인인증서 암호도 하루만에 깨질 수 있다”며 “비트코인의 지갑 주소만 보고 비밀번호를 파악하는 것도 가능해진다”고 말했다. 윤효진 삼성SDS 보안알고리즘랩 상무는 “양자컴퓨터의 등장으로 공개키를 사용하던 암호화 알고리즘의 안전성이 기존 대비 반으로 줄어드는 게 아니라 아예 ‘0’이 된다”고 덧붙였다.
이 같은 위협에 대응하기 위한 대안으로 양자내성암호(PQC)가 손꼽힌다. 양자내성암호는 양자컴퓨터로도 풀기 어려운 수학적 문제를 기반으로 설계된 암호체계다. 대표적인 방식으로 ‘격자 기반 암호’가 거론된다. 천 대표는 “창호지에 한 점을 찍고 가장 가까운 점을 찾는 문제인데 3차원으로 갈수록 답을 찾는 게 불가능하다”고 설명했다.
KT 등 국내 이동통신사들은 양자컴퓨터의 보안 위협에 맞서 양자키 분배(QKD)를 개발하고 있다. QKD는 암호화된 데이터를 보내는 대신 데이터를 암호화는 열쇠키를 양자 신호에 실어 보내는 방식이다. 공격자가 중간에서 이 양자 신호를 가로채려는 순간 양자 상태가 변해 송신자, 수신자뿐만 아니라 공격자까지 모두 데이터를 확인할 수 없게 된다. 양자컴퓨터가 아무리 발전해도 이 방식의 보안을 뚫을 수 없는 이유다. 윤 상무는 “공격 목적이 데이터 수집만 있는 게 아니라 통신을 끊고자 할 경우에는 이 방식도 안전하지 않다”며 “서버, PC, 모바일 디바이스 등에 이 방식을 구현할 경우 서버급의 하드웨어 장비가 필요하고 이를 송수신할 수 있는 거리도 수십㎞로 제한돼 있다”고 언급했다. 이에 업계에서는 양자내성암호와 양자키 분배를 혼합해서 쓰는 방식 등을 대안으로 꼽고 있다.


양자컴퓨터보다 빨리 도입된 암호기술

양자컴퓨터는 아직 상용화 단계에 이르지 않았지만, 이에 대비한 차세대 암호 기술은 이미 실생활에 도입되고 있다. 양자암호 기술 중 동형암호가 실제 활용 사례로 주목받는 대표적 보안기술이다. 동형암호란 데이터를 암호화된 상태로 결합·분석할 수 있는 기술을 뜻한다. 기존에는 데이터를 결합·분석하기 위해 암호를 해제해야 했다. 이 과정에서 정보 유출 위험이 존재했다. 동형암호 기술을 활용하면 데이터의 암호화를 풀지 않고도 분석이 가능해 정보유출 위험이 적다.

이 기술은 코로나19 확산 당시 실제 서비스로 구현됐다. 크립토랩은 이용자의 스마트폰 GPS 데이터를 동형암호로 암호화한 뒤 확진자 동선 데이터와 결합해 접촉 여부를 실시간으로 확인할 수 있는 애플리케이션 ‘코동이’를 선보였다.
최근에는 LG유플러스의 AI 통화 에이전트 익시오(ixi-O)에 동형 암호 기술을 적용하기 위한 실증작업을 진행하고 있다. 익시오는 휴대폰의 음성 통화를 텍스트로 전환하는 등 기기 내에서 다양한 통화 데이터를 생성하는 서비스다. LG유플러스는 여기에 동형암호 기술을 접목해 통화 데이터가 암호화된 상태로 저장되고, 사용자가 데이터의 암호화를 풀지 않은 상태에서 통화 내용 속 키워드를 검색할 수 있도록 구현할 방침이다. 천 대표는 “미국에서는 새로운 치료제, 치료법에 대한 임상 실험을 진행하기에 앞서 적합한 환자를 구하기 위해 관련 데이터를 들여다보도록 허가를 구하는 데만 일 년이 넘게 걸린다”며 “동형암호 기술을 활용하면 환자 데이터를 안전하게 확인하고 빠르게 임상 환자를 모집할 수 있어 의료계에서 이 기술에 관심이 높다”고 전했다.


AX에 밀리는 보안 투자

이 같은 중요성에도 보안에 대한 투자와 관심은 뒷전으로 밀리고 있다. 윤 상무는 “불과 몇 년 전만 해도 보안이 뚫리면 피해를 입는 게 금전적 손해 정도였다”며 “지금은 클라우드로 모든 게 다 연결되면서 내 목숨에 직접 타격을 줄 수 있는 곳들이 위협을 받고 있어 보안이 중요하다”고 언급했다.

이미 공격자들이 상당 규모의 데이터를 불법적으로 수집하고 있을 가능성도 제기된다. 공격자들이 이미 암호화된 데이터를 수집한 뒤 향후 양자 컴퓨터 기술이 성숙했을 때 이를 해독하는 방식으로 공격을 시도할 수 있다는 이유에서다. 국가 기밀과 금융, 건강 데이터가 주요 표적이 될 수 있다. 천 대표는 “통상 해커들은 유출된 데이터의 양이 어느 정도 쌓일 때까지 기다렸다가 해킹 사실을 뒷북으로 발표하곤 한다”며 “피해를 더 키울 수 있다”고 꼬집었다.
현재 주요 국가들은 양자내성암호 체계 도입을 추진하고 있다. 미국, 영국, 유럽연합(EU), 캐나다, 일본, 중국 등에서 늦어도 2035년까지 기존 암호를 양자내성암호로 전환하는 것을 목표로 한다. 윤 상무는 “미국 정부는 올해부터 일부 웹브라우저가 정부 기관에 납품할 때 양자내성암호를 사용할 업체에 가점을 주고 있다”며 “2030~2033년부터는 기존 암호 알고리즘을 사용하지 못하도록 규정하고 있다”고 설명했다.
한국 정부도 2035년까지 기존 암호를 양자내성암호로 전환하는 청사진을 제시하고 있다. 다만 이 같은 대비가 민간 부문으로 확대되는 작업은 더디게 진행 중이다. 민간기업이 보안보다 AX에 더 우선순위를 두고 있는 탓이다. 최영석 BTQ 테크놀로지 최고전략책임자(CSO)는 “AI 인프라 자체도 양자 위협에 노출되어 있다는 점에서, 양자 보안은 AI 시대에 반드시 갖춰야 할 핵심 인프라”라면서도 “AI 시장이 폭발적인 투자를 받는 것과 달리 양자 보안 분야는 상대적으로 주목이 부족한 상황”이라고 했다.
업계에서는 현재 기존의 암호화 방식이 어디에, 어떻게 사용되고 있는지 식별하는 작업부터 선행돼야 한다고 지적한다. 윤 상무는 “양자내성암호로 전환하려면 기존 시스템에서 어디에서, 어떻게 암호를 사용하고 있는지 찾고, 어디부터 안전하게 바꿀지 정해야 한다”며 “이를 위한 컨설팅 및 실행 비용, 지도 및 모니터링에 해당하는 자동화된 시스템 구축 등에 시간과 비용이 필요하다”고 말했다. 최 CSO는 “전 세계에는 250억 개 이상의 보안 칩이 배포돼 있는데 이를 새로운 암호 표준으로 전환하는 작업은 하드웨어, 프로토콜, 인증 체계 전반을 아우르는 대규모 과제”라며 “양자내성암호 알고리즘 설계, 보안, 그리고 이를 실제 시스템에 통합하는 엔지니어링 역량을 동시에 갖춘 인재도 전 세계적으로 희소하다”고 주장했다.
김지영 기자 jikim@sedaily.com