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<인터뷰 원문>

진행 : 디일렉 한주엽 대표

출연 : ETRI 최태상 책임연구원

 

-오늘도 ICT R&D 우수성과에 대해서 얘기하는 시간을 갖도록 하겠습니다. 2022년도에 ‘국가연구개발 우수성과 100선’이 나왔는데, 그중에서도 100선은 대부분 R&D 쪽에서 우수하게 성과를 낸 과제에 대해서 “우수성과를 냈다.” 이렇게 얘기를 하는 것이고요. 오늘은 ETRI(한국전자통신연구원)의 최태상 박사님을 모셨습니다. 박사님 안녕하십니까.

“안녕하십니까.”

-지금 보니까 과제명이 “양자정보통신 기술표준개발”이고. 이 사업 자체는 과학기술정보통신부에서 내려준 사업인데 보니까 “정보통신방송표준개발지원(R&D).”

“맞습니다. 2020년부터 2023년 동안 지원을 받아서 표준개발을 진행을 했던 사업입니다.”

-관리 기관은 IITP(정보통신기획평가원)죠.

“맞습니다.”

-그렇군요. 연구개발 과제가 굉장히 많더라고요. 그 많은 것 중에 100개 안에 뽑혔다는 거는 상당한 성과 아닙니까?

“아마 일반적인 기술개발 과제하고는 성격이 좀 달리, 여기는 표준 과제고요. 표준 과제 중에서 우수한 결과물이 도출되어서 아마 선정이 되는 영광을 누린 것 같습니다.”

-우리가 네트워크 통신 이런 거 할 때 보면 항상 무선으로 오든 선을 통하든 간에, 중간에서 누군가 가로채가지고 이걸 가져갈 우려가 있기 때문에 보안에 굉장한 리소스를 많이 투입을 하는데. 저는 사실 이 분야가 너무 문외한이라서 잘 모르지만, 신문이나 이런 데 보면 양자, 양자암호통신 이렇게 얘기가 많이 나와요. 꽤 오래전부터 나왔던 것 같은데. 제가 관심 있게 지켜보지 않아서인지 너무 어려운 내용이라서 그런 건지 잘 모르겠지만, 잘 이해가 안 되는 부분들이 있거든요. 양자암호통신은 뭐를 얘기하는 겁니까?

“좀 쉽게 일반인들이 이해를 할 수 있도록 제가 말씀을 좀 드리면요. 양자암호통신은 양자 역학의 기본적인 기술을 바탕으로 되어 있는데. 양자암호통신은 쪼갤 수 없는 물리량의 최소 단위를 양자라고 부르고요. 양자의 특성을 이용해서 도청이 불가능한 암호키를 생성을 합니다. 양자 자체가 아니라 양자의 특성을 이용한 암호키를 생성을 해서 생성된 암호키를 송신자와 수신자에게 나눠주는데, 그 동일한 암호키를 양쪽에 나눠주는 거를 ‘대칭 암호 통신 기술’이라고 하는데요. 그 방식을 써서 처리를 합니다. 그런데 여기서 암호키라는 거는 송신자와 수신자만이 암호화된 정보를 열어볼 수 있도록 하는 금고 열쇠와 같은 그런 역할을 합니다. 그런데 만약 누군가가 그 암호키를 탈취하거나 혹은 복제하면 정보가 누출될 뿐만 아니라 송신자와 수신자 모두 그 사실을 모를 수 있는 위험에 노출될 수가 있습니다. 그런데 이 양자암호키를 이용한 양자암호통신은 양자암호키의 특성이 양자암호기술 역학에 기반으로 하고 있어서, 중간에 탈취나 아니면 그걸 수정하거나 변경시키는 부분을 원천적으로 못 하도록 되어 있습니다. 그래서 안전성이 기존에 지금 현대 암호학에 사용하고 있는 그 암호키하고는 비교가 될 수 없을 정도로 안전한 그런 기술이라고 생각하시면 됩니다.”

-우리가 군대에서 보면 저녁 되면 암구호 이렇게 내려오거든요. “손들어 움직이면 쏜다.” 하면서 ‘감자’하면 저기서 ‘국물’ 이런 식으로 주고받는 게 저녁에 철통 같은 데 들어와서 꺼내면 전파하고 이렇게 얘기를 한단 말입니다. 근데 예를 들어서 안에 있는 조직 사람들이 아니라 ‘감자’와 ‘국물’이라는 이 암구호를 중간에서 누가 얘기할 수도 있고, 그거를 누가 중간에 와서 들여다봤을 수도 있고 할 수 있는데. 지금 이 양자암호통신은 그게 안 된다는 얘기인 거죠?

“네.”

-그게 왜 안 되는 거죠?

“그 내용을 제가 조금 다른 곳에 이해하기 쉬운 것으로 한번 비교해서 설명을 드리면. 지금 기존의 현대 암호의 암호키는 공으로 비교를 한번 해보겠습니다. 송신자와 수신자가 공을 서로 주고받는다. 근데 그 공이 암호키여서. 그런데 중간에 그 공을 누군가가 탈취를 하면 똑같은 모양의 공을 가지고 복제를 하거나 변형을 하고 난 뒤에 다시 수신자에게 던지면, 수신자가 그걸 받았을 때 이게 변형이 됐거나 복제가 됐는지 모르고 그냥 그대로 받아 쓰게 됩니다. 그러면 당연히 문제가 되는 거죠. 그런데 이 양자암호키는 양자역학의 특성상 비눗방울로 비교를 하면 좋을 것 같습니다. 비눗방울 같은 건 굉장히 이렇게 부드럽고 조금만 터치하면 터지는 그런 거잖아요. 그래서 공 대신에 비눗방울 같은 특성을 가진 물체를 보내면 그 물체를 중간에 누가 탈취를 하더라도 만지면 바로 깨지거나 아니면 변형되면 변형된 걸 금방 알 수 있는. 그래서 기존의 현대 암호의 일반 암호키와는 속성이 다르고. 원천적으로 중간 탈취나 변형 및 복제가 거의 불가능한 그런 거라고 생각을 하시면 될 것 같습니다.”

-조금 더 내려와서 보면 양자역학의 양자의 어떤 특성을 활용했다고 하는데, 뭘 얘기하는 겁니까?

“양자만의 고유한 특성을 크게 4가지로 보통 표현을 합니다. 하나는 중첩성. 그리고 또 하나는 불확정성. 또 하나는 비가역성. 그리고 또 하나는 얽힘, 이렇게 4가지로 보통 표현을 하는데. 아직은 양자 분야도 기술 분야가 대표적으로 크게는 양자컴퓨터를 개발하는 양자컴퓨팅 분야가 있고요. 그리고 양자를 이용해서 위치나 이런 것들을 추적하는 센싱 분야가 있고. 지금 오늘 소개해드리는 양자통신, 양자암호를 전달하는 통신을 포함한 일반적인 양자통신 이렇게 크게는 세 가지 분야를 나눌 수 있는데요. 이 4가지 특성 중에 불확정성을 이용을 해서 양자암호 쪽에서는 이용합니다. 아까 제가 말씀드렸듯이 비눗방울 같은 경우는 그게 결정이 되기 전까지는, 오픈되기 전까지는 이 성질이 어떤 성질인지 모르는 상황입니다. 그래서 중간에 탈취를 하더라도 그게 수신자 입장에서는 안전하게 보호가 될 수 있는. 그래서 그런 특성을 이용해서 하고요. 그리고 좀 더 장기적으로는 얽힘이라든지 다른 양자의 특성들을 이용해서 이런 양자암호 쪽에도 아니면 양자통신 쪽에 적용을 할 수가 있는데. 현재로는 불확정성을 이용한다고 보시면 되겠습니다.”

-영상 보시는 분들 중에 이해 잘 안 되시는 분들은 구글링 하셔서 ‘불확정성의 원리’에 대해서 한번 읽어보시면 조금 더.

“사실은 아마 며칠 전에 KOFST(한국과학기술단체총연합회)에서 양자의 물리적인 특성을 연구하시는 전문가분 하고, 그리고 또 양자 통신인데 양자의 물리적인 기술을 통신에 적용하고 있는 고려대학교 허준 교수님하고 이렇게 해서 발표도 하고 대담을 한 내용들이 있거든요. 그 영상을 보시면 아마 조금 더 양자의 물리적인 특성, 기술적인 특성에 대해서 더 알 수 있겠고요. 그리고 말씀하신 것처럼 구글링을 해보시면 양자에 대한 그런 특성들은 잘 설명이 사실은 되어 있습니다.”

-그런 양자의 특성을 갖고 와서 암호화에.

“그렇죠. 지금 저희들 표준 기술은 이 양자의 특성을 암호키를 생성하는 데 적용을 해서. 그런데 그 암호키를 양쪽 송신자와 수신자에 분배를 해서 통신을 할 때 안전하게 통신을 할 수 있도록 하는 그런 기술에 근거를 기반으로 한 표준들, 국제 표준을 개발하는 그런 과제입니다.”

-표준이 됐습니까?

“네, 지금 2018년부터 양자암호분배 네트워크 표준개발이 시작이 되었고요.”

-그건 누가 합니까?

“지금 한 4년 정도 흘러서 한 30여 건의 국제 표준이 개발 완료되었거나 개발 중에 있는 그런 상황입니다.”

-그럼 “이게 표준이야.”라고 얘기하는 곳은 어디입니까? 중간에 단체 같은.

“표준 단체가 양자암호 관련된 표준을 몇 군데 국제표준단체에서 하고 있는데요. 최초에는 유럽의 ‘ETSI(유럽전기통신표준협회)’라는 표준 단체에서, 이거는 유럽 지역 표준단체입니다. 거기에서 양자암호 생성을 하는 디바이스들, 장치들에 대한 표준개발을 우선적으로 시작을 했고요. 그런데 거기에 문제가 초창기에는 양자암호키 생성을 하는 2개의 장치를 두고, 그 두 개의 장치를 광 네트워크를 통해서 연결을 해서 양자암호키를 생성해서 서로 전달하는. 그리고 그 기반 위에 실제 사용자 응용이 이 키를 이용해서 서로 전달하는 그런 형태로 표준이 진행이 되었었는데요. 근데 이 양자암호 키 생성 장치 장비들의 가격이 아직은 초기 단계이기 때문에 굉장히 비쌉니다. 그런데 이걸 좀 보편적으로 적용을 하고 활용을 하려면 한 쌍이 한 개가 아니라 필요한 응용 개수만큼 쌍들이 존재를 해야 하는데. 이걸 사업을 해야 하는 사업자 입장에서 보면 비용 면에서 사실 굉장히 효율성이 떨어지는 거죠. 그래서 저희들이 표준을 주도한 가장 큰 핵심적인 내용은 이거를 저희 인터넷에 지금 보면 수억 명이 넘는 장비들이 인터넷이라는 공통된 어떤 네트워크를 통해서 서로 주고받기 때문에, 경제적으로 효율적인 통신이 가능하잖아요. 그런 식으로 양자암호통신도 이 양자암호 키 분배 통신 네트워크도 중간에 양자암호 키 분배를 하기 위한 네트워크를 공통으로 두고, 그 네트워크에 필요한 다양한 사용자나 응용들이 그걸 공유를 하면서 전달할 수 있도록 하기 위해서 최초로 ITU-T(ITU 전기통신표준화 부문)라는 국제표준단체를 통해서 표준화를 시작을 했습니다.”

-지금 표준이 됐다는 거는 거기서 표준으로 올라왔다는 얘기인거죠?

“그렇죠, 거기서 표준들이 ITU-T에서도 표준 제정을 하는 여러 가지 단계들이 있는데요. 그러니까 일단 처음에 초안이 제안이 되고 제안된 초안이 승인이 되면 그 초안을 중심으로 해서 표준들이 쭉 개발이 됩니다. 그래서 그 표준, 처음에 초안을 제안을 할 때 어떤 내용으로 이 표준을 개발하겠다고 제안을 하고 승인을 받으면 거기에 해당되는 내용들을 하나하나 다 채워나가면서 나중에 표준이 완성되고. 표준이 완성되면 승인이 되고, 승인이 되면 최종적으로. 이 ITU-T는 전 세계 국가들을 대상으로 하는 국제표준단체여서 표준 그룹에서 완성이 된 표준을 이 참여기관, 모든 기관들이 다 승인할 수 있도록 최종 승인 절차를 한 번 더 거칩니다. 그 승인 절차를 거치고 난 뒤에 최종적으로 표준으로 완성이 되는데, 그걸 ITU-T에서는 제정이라는 절차로 부르고요. 그래서 그런 제정된 표준이 아까 말씀드린 대로 지금 한 30여 건 가까이 이루어지고 있습니다.”

-그중에서 지금 이번에 R&D로 하신 거는 양자키분배 네트워크 관련 기술 표준인 거죠?

“네, 지금 제가 말씀드린 그 30건이 모두 다 양자키분배 네트워크 관련된 표준들을 말씀드린 겁니다.”

-그럼 이번에 R&D 한 건 그중에서 어떤 영역을 좀 하신거죠?

“저희들이 한국 측에서 주도했던 게 양자키분배의 최초 표준이 양자키분배 네트워크 개요라는 표준을 저희 한국전자통신연구원과 KT가 주도를 해서, 일단 2018년 9월 말경에 완료를 했고요. 그 이후로 그게 제일 최초 표준이 되고 그 표준을 기반으로 해서 요구사항 표준, 그다음에 양자암호분배 네트워크의 구조를 다루는 구조 표준. 그리고 기술적으로 좀 더 들어가서 관리, 그다음에 여러 가지 다른 표준들을 개발을 쭉 해왔는데요. 그중에서 저희 한국 측에서 주도를 한 내용은 양자암호키분배의 구조와 그다음에 그 구조에서 실제 사업자들이 사업을 하려면 중요한 게 양자키분배 네트워크에 대한 효율적인 관리. 그다음에 품질에 대한 관리, 제어 관리 이런 부분들이 필요합니다. 그래서 주로 저희들이 초창기에는 중점적으로 개발한 표준들이 양자암호키분배 네트워크의 품질 혹은 망 자체에 대한, 네트워크 자체에 대한 관리에 대한 그런 표준들을 개발했습니다.”

-아까 30건 중에 그러면 지금 관여하신 표준은 몇 건 정도나 되십니까?

“저희들이 주도를 해서, 표준을 개발할 때 보면 단일 기관이 하기는 쉽지 않습니다. 그래서 보통 여러 기관들이 참여를 하게 되고요. 그 기관의 대표 개발자들을 ‘에디터’라고 부르는데요. 표준 에디터라고 부릅니다. 그래서 그 에디터 중에 주 에디터가 있고 그다음에 나머지 도와주는 서포팅 해주는 또 보조 에디터들이 있는데. 저희들이 주 에디터로 해서, 그러니까 논문으로 치면 첫 저자인 거죠. 1저자로 해서 개발된 표준들이 한 10건 정도가 되고요. 22건 중에 10건 정도가 저희들이 완료를 했고. 나머지 12건에 대해서도 직·간접적으로 개발에 계속 관여를 하고 있습니다.”

-주 에디터는 지금 나라별로 다 있는 거죠?

“각 국가별로 주도하는 표준이 있으면 있고. 근데 지금 표준 활동을 왕성하게 활발하게 하고 있는 국가들이 한국을 비롯해서 일본, 그다음에 중국. 이 3개국이 많이 활발하게 주도를 하고 있고요. 표준개발에도 직접 에디터로서의 주도는 하지는 않지만 계속 개발에 참여를 하고 있는 유럽 대륙에 있는 영국이라든지 미국, 캐나다 이런 쪽에서도 다 관여를 해서 개발이 이루어지고 있습니다.”

-그럼 지금 전체 22건 표준 중에 8건 표준안 제정되었다고 되어 있는데.

“우수성과에서 저희들이 추천서를 낼 때는 그 당시에는 22건 중 8건이었는데. 그 이후로 또 추가적으로 제정이 완료되어서요. 그래서 지금 현재로 보면 한 10건이 넘는 수준이 완성이 되어 있습니다.”

-주 에디터들이 나와서 1저자, 논문으로 치면 “이걸 표준으로 합시다.”라고 지금 제안을 하는 거지 않습니까? ITU-T에 가서. 혹시 딴지 거는 사람도 있습니까?

“네, 보통 제안하는 과정에서 이해관계가 충돌이 되어서 제안 과정에서부터 지금 말씀하신 대로 딴지를 하거나 반대를 하는 그런 케이스도 있고요. 그런 케이스는 서로 이해관계가 많이 충돌되는 중요한 주제일수록 그런 현상들이 더 많고요.”

-지금 표준화하신 10개 정도의 표준 제정된 것 중에는 그렇게 첨예하게 대립되던 표준이 있습니까? 아니면 좀 약간 주변에 대립이 없이 그냥 “그렇게 해도 크게 문제없어.”라고 한 거에서 제정을 하신 겁니까?

“지금 말씀하셨으니까. 제일 처음 제정했던 표준이 여기서는 표준 번호로 할당을 합니다. ‘Y.3800’이라는 표준이 최초 양자암호분배 네트워크 표준인데요. 아까 양자암호분배 네트워크의 개요라고 했던 표준, 그 표준이 제안되는 과정에서도 미국이나 영국, 캐나다 쪽에서 반대가 있어서. 그러니까 바로 제안이 안 되고 한 두 번 정도 회의를 거치면서 다시 협상을 하고 해서 일단 제안이 됐고요. 개발되는 과정에서도 논쟁들이 많았었고, 특히 마지막 승인되는 단계에서 미국 측 캐나다, 영국이 합심해서 강력하게 반대를 했었습니다. 원래의 그 표준 제목이 오버뷰가 아니라 ‘양자키분배 네트워크의 프레임워크’로 시작을 했습니다. 그런데 프레임워크에는 기술적인 내용들이 담기기 때문에 제목 자체를 완화하는, 그래서 그걸 오버뷰 형태로 바꾸는 타협안을 스터디그룹 의장까지 개입이 돼서 회의 중에 회의를 중간에 브레이크를 하고 다시 바깥에다 그걸 만들어서 거기서 한 1시간 정도 타협을 한 이후에 협의를 해서 문서가 완성이 됐습니다. 그래서 그런 형태처럼 꼭 이런 문서 한 건만이 아니라, 30건 가까이 되는 표준들이 개발되는 과정에서 기술적으로 이해관계가 좀 얽히고 충돌되는 그런 표준들에 대해서는 여러 그런 사례들이 좀 있었었죠.”

-‘Y.3800’이라고 하셨습니까?

“‘Y.3800’ 최초의 양자암호분배 네트워크 표준입니다.”

-그쪽에서 반대했던 이유는 뭡니까?

“아마 아시다시피 중국도 그렇고 미국 쪽이 양자 기술에 대해서는 사실은 저희들보다는 많이 앞서 있는 그런 상황이고요. 그럼에도 불구하고 그 표준개발을 미국이 주도하지 않고 아시아 국가들이 주도를 하게 되니까, 그거를 완전히 원천 봉쇄하기는 쉽지는 않은 상황이고.”

-본인들도 주도하지 왜 안하고…

“그래서 미국은 지금 어떻게 진행을 하고 있냐 하면, 양자암호분배 네트워크보다는 양자 네트워크 중에서 양자인터넷 쪽을 ITU-T(ITU 전기통신표준화 부문)에서가 아니고, 미국의 주로 인터넷 프로토콜을 제정하는 IETF(국제 인터넷 표준화 기구)라는 지역 표준 단체가 있습니다. 그런데 IETF에서도 선행되는 표준들을 미리 스터디 하는 곳을 IRTF(인터넷연구 태스크 포스)라고 그러는데요. IRTF의 양자인터넷 워킹그룹 구성을 리서치 그룹이라고 그래서 여기서는 RG(리서치 그룹)를 구성을 해서 거기서 지금 활동을 하고 있습니다. 그래서 미국은 지금 양자인터넷을 좀 더 빠르게 선점하기 위한 노력들을 진행하고 있고요. 양자암호분배 네트워크에서는 일단.”

-약간 손을 놓고 있는 느낌.

“손을 놓고 있다기보다는 일단 계속 견제는 하고 있으면서 또 제대로 된 표준이 만들어지도록 하는 그런 역할들은 아마 계속 진행을 하고 있습니다.”

-그렇군요. 그럼 지금 프레임워크 이렇게 해서 굉장히 구체적으로 이렇게 나왔어야 되는데, 조금 러프하게 나왔다는 얘기입니까?

“그렇죠, 처음에는 그렇게 해서 저희들도 양보를 했고요. 그리고 그걸 엄브렐라 최초 표준으로 해서 그 이후로 들어오는 세부 기술 표준들은 계속 만들어나게 된 근거가 된 거죠.”

-약간의 지연을 시킨 건가요?

“그렇죠, 약간의 지연을 시키는 역할을 했던 거고요. 그런데 그 이후로 한 30건 가까이를 3년 이내에 다 완료했다는 건 사실은 ITU-T 보통 표준 프로세스를 보면 표준 하나의 개발에 보통 한 3년 정도 소요가 됩니다. 그런데 그 기간 내에 30건 가까운 표준들을 개발 완료했다는 것은 굉장한 성과라고 생각합니다. 그래서 아마 저희 과제가 우수성과에 선정될 수 있었지 않았을까 이렇게 생각을 합니다.”

-청계산을 올라갈 때 왼쪽 길로 돌아갈지 오른쪽 길로 돌아갈지에 대해서, 왼쪽 길이 표준이라고 얘기하는. 약간 차이는 있겠지만. 그 산을 잘 아는 사람들이 나와서 얘기를 하지 않겠습니까? 왼쪽 길로 돌아가야 우리가 하는 식당도 한번 거쳐가고 하니까 왼쪽 길로 가라고, 표준화가 그런 식으로 얘기도 좀 되고 있는 것 같은데. 그런 측면에서 우리가 이렇게 표준을 주도하는 게 좋다고 얘기할 수 있는 겁니까?

“네, 원래 표준개발이 기술개발이 아니라 휴먼 네트워크이고 휴먼 릴레이션십이거든요. 오랫동안 표준개발에 관여를 해오신 분들은 표준개발하는 공식 석상에서는 서로 열띠게 토론도 하고, 심지어는 막 언성이 높을 정도로 이야기를 하다가 또 브레이크 다운해서. 물밑에서는 또 서로 인간적으로 굉장히 친분 관계가 많습니다. 오랫동안 같이 활동을 해왔기 때문에. 그래서 지금 말씀하신 것처럼 하나의 표준들이 개발될 때 어떤 표준은 큰 이해관계가 충돌이 없는 경우에는 비교적 빠른 협의에 의해서 빨리빨리 진행되는 데 반면해서, 이런 양자 기술에 대한 새로운 이슈가 나오거나 중요한 기술일 경우 특히 국가의 선도기술로서의 중요한 의미를 가질 때는 첨예하게 서로 대립을 할 수밖에 없고. 일부는 지연이 될 수밖에 없는데요. 그럼에도 불구하고 저희들은 계속 이해가 충돌되는 국가들하고 물밑에서 작업을 하면서 협상을 하고 하면서 개발을 진행을 해 왔던 거죠.”

-그건 지금 ETRI(한국전자통신연구원)하고 KT가 같이 하시는 겁니까?

“주관은 ETRI이고 참여를 KT가 했습니다. 왜냐하면 이 분야는 단순 원천기술개발 쪽도 중요하지만, 실제 개발된 표준이 실생활에 그리고 시장에 적응이 되는 게 굉장히 중요하거든요. 표준이 그냥 표준으로서만 개발되는 게 아니라 표준이 적용되는 시장에 적용이 되어야지만 의미가 있기 때문에. 정확한 요구사항을 제공해 줄 수 있고 실제 실증을 할 수 있는 또 기반을 제공해 줄 수 있는 게 사업자입니다. 그래서 통신사업자가 같이 참여를 해서 단순 표준개발이 아니라 표준에서 실증까지 연결되는 그런 작업들을 했던 거죠.”

-그러면 지금 10여 건이 제정된 건 지금 ETRI랑 KT랑 이렇게 해서 같이 제정을 하신 건데. 이렇게 얘기하면 맞는지 모르겠지만, 우리가 생각하는 방향대로 지금 제안하고 제정이 된 거라고 봐야 되는 겁니까?

“네, 저희들이 표준개발을 하면서 초창기에 하나의 표준이 만들어지고 그다음 어떤 표준들을 개발해야 될지에 대한 전체 프레임워크를 표준을 개발하는 워킹그룹 내에서 많이 논의를 합니다. 그래서 보통 로드맵 작업이라고 하는데요. 그래서 로드맵은 별도의 그냥 일반 표준이 아니라 기술 문서로 참고용 문서로 작업을 해서 만들면서, 거기에 필요한 방향이라든지 분야라든지 이런 것들을 정리를 하는데. 그걸 같이 병행하면서 필수적으로 필요한 핵심 표준들만 시기에 맞게 기술을 개발해 왔던 거죠. 그래서 초창기에는 하나의 양자키분배 네트워크(QKDN). QKDN도 보면 이렇게 규모가 커지게 되면, 지금 인터넷이 규모가 커져서 지금 굉장히 커져 있듯이 QKDN도 처음에 출발할때는 조그마한 하나의 독립된 네트워크였는데. 이게 사용자들이 많아지게 되면 QKDN도 점점 규모가 커지게 되죠. 그래서 하나의 QKDN에 해당되는 표준들만 개발하다가.”

-QKDN이 양자키분배 네트워크.

“영어 줄임말입니다. Quantum Key Distribution Network의 약자입니다. QKDN이 여러 개가 생기게 되면 서로 여러 개의 QKDN간의 어떤 인터워킹, 서로 상호 통신을 해야 되는. 그러기 위해서는 또 추가적인 표준개발이 필요한데요. 그런 식으로 확장하는 그러니까 핵심 표준에서 점점 확장하는 표준개발 형태로 계속 진행을 하고 있는 거죠.”

-이게 특허가 지금 30건 정도고 앞으로 계속 늘어날 텐데. 우리가 그 표준을 주도하는 입장이면 나중에 그걸로 우리가 기업이든 연구계든 이게 상용화가 돼서 시장이 커지거나 이렇게 됐을 때, 우리가 좀 유리하게 사업을 이끌어 나갈 수 있는 기반이 될 수 있다는 겁니까?

“맞습니다. 그게 표준개발의 가장 중요한 부분이고요. 그래서 저희들이 아까 제가 간단하게 말씀드리기는 했었는데. 개발된 표준 중에 일부 표준들을 기반으로 해서 국내 산업체에 관련되는 분배 장비 개발 산업체 혹은 관리 산업체를 통해서 저희가 개발한 표준을 기반으로 해서 기술개발이 이루어졌고요. 그 솔루션을 실증하는, 상용 서비스는 아직은 시작되기 바로 전 단계입니다. 그래서 시범 서비스를 하고 있는데. 그 시범 서비스를 정부 주도로 해서 뉴딜 사업의 한 일환으로 2020년부터 2022년까지 한 3차에 걸쳐서 시범 서비스를 했었습니다. 그 시범 서비스에 KT도 그중에 하나의 사업자로 참여를 했고요. 그래서 거기서 개발된, 이 표준 기반으로 개발된 기술이 뉴딜 사업에 시범 실증사업에 적용되는 그런 형태로 이루어졌었죠.”

-아까 비눗방울 말씀하셨는데. 그러면 누군가 비눗방울을 만들어주는 뭔가가 있다는 겁니까? 만들어주는 빨대가 됐든 간에 하여튼 이 만들어주는 사람이 그걸로 돈을 벌 수 있는 거예요?

“그게 양자키 생성 장비이고요. 그리고 생성 장비뿐만 아니라 네트워크 구축을 하게 되면 그 장비와 장비를 연결하는 데 중간에 또 네트워크에 관련되는 기술들과 장비들도 필요해지고. 그래서 이쪽 생태계가 단순히 장비만이 아니라 그 장비하고 연계된 네트워크에 관련된 전반적인 관리를 위해서, 제어 관리를 위해서 필요한 소프트웨어 솔루션. 여러 가지 솔루션들이 다 있어서 국내에 경쟁력 있는 산업체들이 이 표준을 기반으로 기술을 개발하고 글로벌 경쟁력을 갖출 수 있도록 이렇게 도움을 주기 위한, 지원을 해주기 위한 게 사실 저희 표준개발의 목적인 거죠. 그래서 표준개발을 하면서 표준을 기반으로 한 표준특허도 저희들이 출원을 했고요. 표준특허를 출원한 이유가 기술을 보호하기 위한, 국내 산업체를 보호하기 위한 그런 부분들인 것 같습니다.”

-아니 그러면 양자암호통신은 실증을 앞으로 해야 되는 단계인겁니까?

“기본적인 실증들은 어느 정도 완료되었다고 보시면 될 것 같고요. 실제 상용 서비스를 통신 사업자들이 지금 론칭을 준비를 하고 있는 걸로 알고 있습니다.”

-언제쯤 될까요?

“지금 중국이나 일본, 특히 중국 같은 경우는 이미 서비스를 진행을 하고 있고요. 한국은 지금 아마 KT 그다음에 SKT 중심으로 해서 양자암호키분배 네트워크 표준 기반의 상용 서비스를 아마 곧 론칭을 할 것으로 알고 있습니다.”

-어떤 애플리케이션에 적용될 수 있습니까?

“애플리케이션들은 굉장히 다양한데요. 특히 보안에 민감한 분야, 예를 들면 국방 분야라든지 그다음에 금융 관련되는 분야, 그리고 의료 분야도 사실은.”

-그렇죠, 환자 정보들.

“환자 정보들이나 이런 것들이 굉장히 민감한 거죠. 그래서 적용할 수 있는 분야들은 굉장히 다양할 것 같습니다. 그런데 양자암호키분배 네트워크가 가지는 비용의 문제나 그런 기술의 난이도나 문제, 이런 문제로 해서 저희들이 지금 현대 암호기술을 이용해서 휴대폰에서 암호화해서 명령들을 바로 보내고 하는 그 단계까지는 아니고요. 그러니까 양자키분배 네트워크가 존재하는 그 범위 내에서는.”

-말하자면 인트라넷 같은 건가요?

“그렇죠, 그래서 완전히 일반 사용자들이 보편적으로 사용할 수 있는 그 단계까지는 아직 아니고. 예를 들어서 군 시설 내에서 서로 몇 개의 사이트를 연결해서 거기에 화상회의를 하기 위한, 아니면 서로 통신을 하기 위한 장비들을 양자키분배 네트워크에 연결할 수 있는 범위 내에서 처리를 한다든지. 병원도 그렇고 다른 데도 비슷합니다. 그래서 일단 양자키를 생성할 수 있는 장비가 들어갈 수 있는 그 위치에서는 다양한 응용들을 다 지원을 할 수 있는데요. 그 바운더리를 벗어나서 우리들이 지금 쓰고 있는 스마트폰이나 이런 걸 통해서 하기에는 아직은 추가적인 기술개발과 표준화 작업이 필요하고요. 그 작업을 지금 올해부터 시작을 해서 향후 한 3년간 더.”

-그 작업이라는 거는 표준화 작업 말씀하시는 거죠?

“맞습니다, 기술개발도 이루어지고 있으면서 동시에 표준화 작업도 같이 이루어지고 있습니다. 그러니까 그거를 저희들은 하이브리드 QKD라고 부르는데. 그러니까 현대 암호기술하고 양자 기반의 암호기술 2개를 통합을 해서 종단 간에, 일반 사용자들도 안전하게 양자암호키를 이용해서 통신을 할 수 있는 그런 기술을 하기 위한 표준개발도 진행을 하고 있습니다.”

-도·감청이 아예 안 되겠는데요 그러면?

“양자암호통신 기술의 지향하는 목표가 그 부분을 원천적으로 도청이나 감청 이런 것들이 불가능하도록 해주는 기술입니다. 양자키 자체가 아까 말씀드렸듯이 양자 역학의 특성을 사용하기 때문에 기존의 도·감청 방식으로는 쉽지 않고요. 그리고 양자컴퓨터가 개발이 되더라도 양자키는 기술적으로는 그러니까 이론적으로 깰 수가 없는 그런 기술이어서.”

-도·감청을 해야 되는 집단에서는 굉장히 일하기 힘들게 되겠다는 생각도 좀 할 것 같다는 생각도 드네요.

“어차피 창과 방패의 사업이니까. 서로 항상 방패가 만들어지면 또 다른 그 방패를 뚫을 수 있는 창을 만들려는 노력들은 하니까.”

-그런 창이 있습니까? 지금 제가 그냥 언론에서 볼 때는 전혀 없는 걸로 아는데.

“양자키를 이용할 경우에는 말씀드렸듯이 그거는 가능하지 않습니다.”

-예를 들어서 삼성 반도체 안에 굉장히 보안을 되게 중요시하는 그런 집단 안에서 양자키분배 네트워크(QKDN) 이런 거 키 생성 뭘 갖다 놓고, 내부에서 하는 것들은 누가 들어와서 볼 수 없다는 얘기인 거군요.

“네, 양자키분배 네트워크가 구성이 돼 있는 곳에서 그 상위에서 응용들을 사용할 경우에는 그렇습니다.”

-양자키분배기가 아까 최초에 말씀하셨을 때는 비용이 되게 많이 들어간다고 말씀하셨는데 지금은 어떻습니까?

“아직은 말씀대로 초창기이기 때문에 여전히 장비 비용이나 이런 것들은 많이 들어갑니다.”

-장비라는 게 서버처럼 이렇게 생겼습니까?

“보통 네트워크 장비처럼 하드웨어의 형상은 그렇게 돼 있고요.”

-그 친구가 처리할 수 있는 트랜잭션은 어느 정도나 되는 거예요?

“지금 그 기술들이 계속 발전이 되고 있는데요. 키를 생성할 수 있는 품질 지표가 특정 시간당 키를 몇 개 정도를 생성할 수 있느냐의 그런 거를 지표로 해서.”

-몇 개 정도 할 수 있습니까? 그래도 서로 왔다 갔다 하는 것들은 다 키를 만든다는 거 아니에요.

“지금 제가 정확하게 개수에 대해서는 말씀드리기가 좀 그렇긴 한데요.”

-결국은 그런 장비의 단위 시간당의 처리 개수가 결국 그 키분배 장비의.

“핵심 성능이 됩니다. 그래서 키를 실시간으로 많이 생산을 해야 되는 그런 상황일 경우는 장비가 한 대가 아니라 여러 대의 장비를 사용을 할 수 있고요. 그리고 또 생성된 키를 키 매니지먼트 레이어라고 해서 이 키는 양자통신 네트워크가 크게는 4개의 레이어로 돼 있는데요. 4개 계층으로. 양자 퀀텀 레이어가 있고 그다음에 퀀텀 키 디스트리뷰션, 그러니까 양자키 매니지먼트 레이어가 있고 위에 컨트롤 레이어가 있고 그리고 그걸 관리하는 매니지먼트 레이어 이렇게 4개의 레이어로 돼 있고. 그 상위에 유저 네트워크가 존재합니다. 근데 이 퀀텀 레이어에서 생성된 키들이 이 키 매니지먼트 레이어의 저장 장치에 키가 저장이 되게 됩니다. 그래서 계속 키는 퀀텀 레이어에서 생성을 해서 저장을 해두면 저장된 키를 응용이 필요할 때마다 사용을 하게 되니까요. 그래서 원래는 필요할 때 온디맨드(On-Demand)로 키를 생성하게 되면 아무래도 성능상이나 여러 가지 제약들이 있어서 만들어 놓고 필요할 때 사용하고 이런 부분들이 가능합니다.”

-카톡을 예를 들어서 박사님이랑 저랑 카톡방을 만들었단 말이죠. 대화를 주고받으면 그거는 키를 한 번 던지는 겁니까, 아니면 텍스트가 하나 올라올 때마다 키가 왔다 갔다 하는 겁니까?

“키를 한 번 생성하게 되면 생성된 키를 사용하는 응용이 얼마의 기간동안 같은 키를 사용할 수 있도록 하는 게 가능합니다. 그래서 이렇게 짧은 인터랙션 할 때마다 양자암호키를 하나씩 쓰게 되면 사실은 효율성이나 경제성이 맞지는 않고요. 그래서 생성된 하나의 키를 어느 정해진 기간 동안 사용하는 것들은 가능합니다.”

-그렇군요. 지금 앞으로 3년간은 아까 말씀하신 대로 일반 소비자를 위한 양자키분배 네트워크의 표준화를.

“QKDN과 논 퀀텀(Non-Quantum) 암호 체계를 같이 융합·통합을 해서 최종 사용자가 쉽게 사용할 수 있도록 하는 그런 표준개발을 진행을 하고 있습니다.”

-그럼 그게 실증되고 상용화되면 일반 소비자도 그걸 쓸 수 있게 된다고 하고. 예측되는 걸로는 언제가 될지 모르겠지만 한 5년 뒤에는 KT에서 혹은 SKT에서 “보안이 강력한 서비스가 출시되었어요.”하고 요금제를 만들 것 같다는 생각도 좀 드는데. 그냥 제 생각입니다. 일반 소비자들이 그렇게까지 돈을 지불할 필요가 있을까 싶기도 하고.

“당연히 사업자 입장에서는 실제 서비스를 사용할 수 있을 정도까지 비용은, 요금들은 맞추도록 노력하겠죠. 그러니까 엄청 비싸서 사용을 못할 정도의 그런 기술이 되게 되면 서비스는 사실 쉽지 않으니까요. 분명히 사업자 입장에서는 그 최소한의 선을 맞추기 위해서 지금 이런 양자키분배 네트워크라는 형태로 표준도 만들고 있고 개발하고 있고 그러니까요. 아마 최종 사용자들이 합리적으로 서비스를 받을 수 있는, 사용할 수 있는 정도의 요금으로는 아마 가능할 거라고 봅니다.”

-핸드폰의 내용이 오픈되면 안 되는 일부 높으신 분들이나 정치인이나 기업인들도 요즘 다 텔레그램 쓰더라고요. 그거는 아마 법원에 얘기하면 국내 기업들은 다 서버에 있는 거 갖다 주니까 서버가 해외에 있는 텔레그램 쓰는 것 같은데. 하여튼 그런 도·감청에 노이로제가 있는 분들은 돈을 좀 주더라도 쓸 것 같다는 생각도 좀 들고 그렇네요.

“네.”

-지금 연간으로는 3년 진행하셨고 앞으로 3년 더 하면 끝입니까? 어떻게 되는 겁니까?

“그래서 최초의 양자키분배 네트워크(QKDN) 관련된 표준들이 3년 동안 개발이 됐고요. 앞으로 3년 동안 융합해서 최종 사용자에게 도움을 줄 수 있는 표준개발이 이루어지면 저희들의 최종 목표는 이 양자암호키분배뿐만 아니라 양자 역학 특성을 이용한 양자 네트워크, 양자인터넷으로 가는 게.”

-아까 미국이 좀 많이 하려고 하는 그쪽입니까?

“맞습니다. 그래서 지금 양자 네트워크에 대한 기본적인 표준 활동을 개시하기 위한 제안 작업을 준비를 하고 있고요. 그리고 그거는 기간이 저희들이 생각하기에는 최소한 10년 정도 중장기적으로 표준개발을 해야 되는 분야라고 보고. 그런 장기적인 양자 네트워크 표준개발에 정부의 지원이 좀 더 추가적으로, 지속적으로 안정적으로 되어지면 아마 좋을 것 같다고 생각합니다.”

-국내 사업자들 중심으로 양자키분배 네트워크 사업이 본격적으로 된다고 하면, 장비는 아까 국내 기업들이라고 말씀하셨는데 지금 준비하고 있는 그런 중견기업들이 좀 있습니까?

“일부 기업들은 국내에는 있는데 아직은 주로 양자키분배 생성 장비들은 일본의 기업들, 일본 도시바라든지 NEC라든지 일본 기업들이 주도를 하고 있고요. 국내에서도 장비를 개발하기 위한 개발 작업들이 아마 진행되는 걸로 알고 있습니다.”

-그러면 일본의 도시바나 NEC 정도면 한국에서 대기업이 해야 된다는 얘기입니까?

“그렇죠, 아직은 중소기업이 하기에는 좀 그렇고요. 그러니까 국내에서는 실증사업을 할 때 그래서 KT가 주도를 해서 실증용 장비를.”

-본인들이 직업 만들었어요?

“KT가 개발을 주도를 하고, 그리고 KT하고 같이 협업하고 있는 중소기업하고 협업을 해서.”

-어딥니까 거기는?

“정확한 기업 명칭은 아마 제가 말씀드리기는 좀 그럴 것 같고요.”

-어디에 공표 되어 있는 게 아닌가 보죠?

“뉴딜 사업보고서에 보면 그런 개발했던 결과물이나 이런 것들이 나와 있는데. 아마 업체명이나 이런 것들은 제가 알기로는 공개되어 있지는 않은 걸로 알고 있습니다.”

-저희가 뉴딜 사업보고서 보고 있으면 자막으로 좀 넣어드리도록 하겠습니다. 박사님 이게 어쨌든 우리가 표준을 주도하면 우리가 잘할 수 있는 쪽으로 유도를 하는 부분들이 있기 때문에, 우리가 이쪽 분야에서는. 국내 통신사는 어차피 내수로 하는 거니까요.

“그렇죠.”

-내수로 하는 거지만. 아까 얘기한 이런 인프라를 설치하는 노하우라든지 키분배 인프라라든지 소프트웨어 솔루션이라든지 이런 거 관련해서는 국내 기업들이 잘할 수 있는 도로가 만들어진다고 봐도 되는 겁니까?

“저희들이 표준개발하고 국내 산업체 전파를 하려고 하는 목적도 지금 말씀하신 것처럼 장비 개발에서부터 관련되는 제어, 관리, 소프트웨어 솔루션까지 국내 기업들을 통해서 개발을 하고 글로벌 경쟁력을 갖추어서 수출이나 해외에 적용하는 이런 부분들이 아마 같이 따라와주는 게 맞을 것 같습니다.”

-산업적으로는 시장이 클 수 있을까요? 돈이 되는 산업이라고 보십니까?

“제가 개인적으로 지금 말씀드리기는 좀 그렇지만 양자기술에 대한 관심이 전 세계적으로, 특히 기술 선진국 중심으로 해서 굉장히 많은 노력들이 이루어지고 있잖아요. 그 말은 그만큼 시장에 잠재력이 있기 때문에 투자를 하는 거라고 보고 있고요. 국내에서도 여러 기술 리더들이 양자에 관련되는 발표나 포럼들을 통해서 양자기술 시대가 도래할 거라고 이야기들을 하고 있으니까요. 제 생각에는 충분히 그런 시장의 잠재력은 있다고 봅니다.”

-박사님 남은 과제 기간동안 또 표준화 작업 잘 해주셔서 많이 제정되면 좋겠습니다.

“저희들 참여하고 있는 전문가분들이 정말로 개발에 열심히 일하고 있고요. 단순히 에디터로 작업이 아니라 단체 부의장도 계시고. 그리고 각 워킹그룹의 의장들도 있고, 그리고 또 에디터들도 있고 해서 열심히 활동을 하고 있으니까요. 좀 믿고 지원과 후원을 해주시면 감사하겠습니다.”

-오늘 시간 내주셔서 고맙습니다.

“감사합니다.”

정리_안영희 PD anyounghee@thelec.kr

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