'해킹·도청 차단' 무선 양자암호 통신용 부품 개발

기존 100분의1 크기 집적화…전자통신연 "행정망·군사기밀 보안에 유용"

최중선 ETRI 책임연구원이 무선양자 통신용 집적화 칩기반 편광결합·분리 모듈을 시연하고 있다. ETRI 제공

한국전자통신연구원(ETRI)은 양자암호 통신용 송·수신 핵심 부품을 처음으로 개발했다고 27일 밝혔다.

양자암호 통신은 레이저 광원에서 나온 광자 세기를 최대한 줄이고서 해당 광자를 수신자에게 전송해 암호키를 생성하는 시스템이다.

중간에 해킹이나 도청을 하면 양자 상태가 변하면서 정보가 파괴된다. 강력한 보안성을 지녔다는 뜻이다.

연구진이 개발한 송·수신 핵심 부품은 양자암호 통신 암호키를 무선 전송하는 데 필요하다.

그간 미터 급 면적을 차지하는 벌크(bulk) 광학 부품을 사용했으나, 새로운 집적화 방식을 적용해 기존보다 100분의 1 크기로 줄였다.

연구진이 개발한 부품을 이용하면 초당 1억 번의 빠르기로 광자를 하나씩 보낼 수 있다.

광원과 편광 부품으로 편광 양자 상태를 만들어 전송하고 검출하는 방식이라고 연구진은 설명했다.

4채널 광원, 4채널 편광 결합·분리 모듈, 4채널 단일광자검출기까지 부품 모듈로 구현했다.

무선양자통신용 4채널 집적화 편광결합·분리 칩과 모듈. 집적화한 편광 결합 칩 크기는 40㎜×2㎜ 수준이다. ETRI 제공

송신부 핵심 편광 결합 칩 크기는 '40㎜×2㎜'수준이다.

연구진은 송·수신 핵심 부품을 이용해 내년 초 실제 환경에서 무선양자 통신을 시연할 계획이다.

이를 통해 암호키 전송률을 확인하는 한편 퀀텀비트에러율(송·수신자 간 양자 암호키에서 에러 비트를 나타내는 비율. 11％ 이하면 도청 불가능 비밀키 생성)을 5％ 이내로 낮출 방침이다.

윤천주 ETRI 광통신부품연구그룹 프로젝트 리더는 "사물인터넷 시대를 맞아 해킹이나 도청을 원천 차단하는 양자암호 통신으로 민감한 정보 송·수신을 하는 길을 연 것"이라며 "국가 행정망 보안 네트워크, 보안 금융망, 군사기밀 암호전송, 개인의료정보 보안, 등에도 유용할 것으로 전망한다"고 말했다.

연구는 ETRI와 한국과학기술연구원(KIST)이 공동으로 참여해 수행했다.

성과를 담은 논문은 '옵티컬 익스프레스'(Optical Express)에 실렸다.

<연합>