양자 컴퓨터가 초래할 위협에 대비하는 조직이 늘어나면서, 양자 보안 네트워킹은 이제 연구 단계를 넘어 실제 구축 단계로 빠르게 진입하고 있습니다. Ciena의 폴리나 고메즈(Paulina Gomez)가 Quantum Corridor의 패트릭 스컬리(Patrick Scully)를 만나 오늘날, 그리고 앞으로의 미래에 양자 보안 통신이 어떤 의미를 가지는지 논의합니다.
Ciena는 Quantum Corridor 및 Toshiba와의 협력을 통해, PQC(양자 내성 암호)와 QKD(양자 키 분배)를 활용한 1.6Tb/s 양자 보안 광 암호화 시험 전송을 실제 상용 네트워크 환경에서 성공적으로 마쳤음을 발표했습니다.
이에 Ciena 출신이자 Quantum Corridor의 CPO(최고 제품 책임자)인 Patrick Scully와 함께 이번 성과가 왜 특별한지, 조직이 왜 지금 대비를 시작해야 하는지, 그리고 양자 보안 네트워킹의 기반을 다지는 데 생태계 협업이 어떤 역할을 하는지 이야기를 나눠 보았습니다.
Paulina Gomez: Patrick, 이렇게 다시 만나서 양자 보안 통신에 대해 논의하게 되어 무척 기쁩니다. 이번 시험 전송을 통해 1.6Tb/s 양자 보안 광 암호화 통신을 성공적으로 시연했는데요. 양자 대비 전략을 갖추려는 네트워크 사업자와 기업에 이러한 성과는 어떤 의미를 가질까요?
Patrick Scully:
이번 성과는 1.6Tb/s 채널에 PQC와 QKD를 동시에 활용하여 암호화와 보안을 적용하고, 실제 운용 중인 네트워크에 배포한 최초의 사례입니다. 그동안 업계에서 암호화 채널을 QKD로 보호하거나 PQC로 암호화한 사례는 있었지만, 이 두 기술을 결합하여 1.6Tb/s 암호화 채널의 보안을 구현한 것은 이번이 처음입니다.
전 세계적으로 정부 차원에서 양자 대비 전략을 의무화하는 움직임이 늘어나고 있습니다. 미국의 최근 행정명령이나 PQC를 준수하지 않는 기술은 인증하지 않겠다고 선언한 프랑스 사이버보안청 ANSSI의 사례에서 확인할 수 있듯, 최근 양자 보안 네트워킹 애플리케이션 및 암호화 솔루션을 구축하고 이러한 방향으로 전환하려는 움직임이 거셉니다. 기존 네트워크에 NIST 준수 PQC 알고리즘을 배포하고 이를 QKD와 결합하면 솔루션의 보안 요소에 물리적 계층을 더할 수 있습니다. 이것이 중요한 이유는 PQC의 수학적 접근 방식과 QKD의 양자 물리학적 특성을 합침으로써 전송 중인 중요 데이터를 보호하는 한층 강력한 하이브리드 솔루션을 구현할 수 있기 때문입니다.
Paulina: 시험 전송의 세부 사항을 다루기에 앞서, 먼저 전체적인 맥락부터 짚어 보겠습니다. 양자 보안 네트워킹 전략을 뒷받침하는 데 있어 고속 광 암호화는 어떤 역할을 하나요?
Patrick: 고속 광 암호화는 핵심적인 요소입니다. PQC 및 QKD 양자 보안 하이브리드 접근 방식을 고속 광 암호화 기술과 결합하면 AI 클러스터, 데이터 센터, 고성능 컴퓨팅 등 사실상 모든 애플리케이션에 대응할 수 있습니다.
이는 곧 하이퍼스케일러부터 금융 기관에 이르기까지 모든 유형의 고객이 필요로 하는 요건을 충족할 수 있다는 의미입니다. 트래픽에 대해 투명성을 보장하는 암호화 솔루션을 통해 고객이 원하는 광속 수준의 연결성을 지원하기 때문이죠. Quantum Corridor에 있어, 양자 보안 암호화가 적용된 최고 용량의 네트워크 연결성을 제공하는 역량은 필수적입니다.
Paulina: 이번 시험 전송에서 가장 인상 깊었던 점은 그 이면의 협업이었습니다. Quantum Corridor, Ciena, Toshiba의 전문성이 합쳐져 이런 성과를 낼 수 있었으니까요. 이러한 기술을 실제로 구축하는 과정에서 생태계 협업이 그토록 중요한 이유는 무엇인가요?
Patrick: 양자 보안 네트워킹은 여러 역량이 함께 작용해야 구현할 수 있으므로, 생태계 협력은 결정적인 역할을 합니다. 최종 사용자 입장에서는 양자 보안 연결성을 한층 빠르고 중단 없이 확보할 수 있다는 것이 장점입니다. PQC 지원 광 인프라 전반의 트래픽을 보호함으로써, 조직은 이미 운용 중인 애플리케이션과 인프라를 전면적으로 교체하지 않고도 규정 준수 요건과 보안성을 탄탄하게 다질 수 있습니다.
NIST 표준을 준수하는 PQC 환경으로 전환하는 것은 기업 및 기관이 양자 보안 솔루션 구축과 관련된 법적 요건을 충족하는 데 도움이 됩니다. 이제는 기존 Ciena 광 인프라의 소프트웨어 업그레이드만으로 이러한 환경을 구현할 수 있습니다. 게다가 이 솔루션은 Toshiba의 QKD 시스템과 상호 연동되어 물리적 계층의 보안까지 제공합니다.
Paulina: 이번 성과에서 Ciena와 Toshiba 솔루션이 가지는 장점을 더 자세히 설명해 주시겠어요?
Patrick: Ciena나 Toshiba와 같은 공급업체와의 협력은 업계의 요구에 신속하게 대응하고 유연성을 발휘하는 데 있어 매우 중요합니다. 첫째, 이러한 협력 덕분에 기존 Ciena WaveLogic 5 Extreme 기반의 채널 아키텍처를 PQC 준수 환경으로 매끄럽게 마이그레이션할 수 있습니다. 둘째, 업계를 선도하는 WaveLogic 6 Extreme 1.6Tb/s 채널을 기존 인프라에 배포함으로써 안전한 고속 연결성을 지원할 수 있습니다. 이 모든 과정은 이미 보유한 인프라를 교체할 필요 없이 간단한 소프트웨어 업그레이드만으로 구현됩니다. 중요한 점은 암호 민첩성을 기반으로 설계되었다는 것입니다. 따라서 업그레이드를 위해 운영을 중단하거나, 막대한 비용을 들여 대대적인 해체 및 교체를 진행하지 않고도 소프트웨어를 통해 새로운 표준이나 프로토콜, PQC 알고리즘에 신속하게 적응할 수 있습니다.
이와 동시에 Toshiba QKD 기술을 네트워크에 구현하여 Ciena의 Waveserver 고속 옵틱 AES-256-GCM 암호화 장비와 연동했습니다. Toshiba의 QKD 기술은 양자 물리학 법칙을 기반으로 암호화 키를 생성하고 분배함으로써 물리적인 보안 계층을 더합니다. 시험 전송 과정에서 우리는 Ciena의 RLS(Reconfigurable Line System)상에서 운용되는 DWDM 채널을 통해 Toshiba의 포토닉 다중화 기능 또한 검증했으며, 이로써 하나의 광 케이블 페어에서 QKD와 고전적 데이터 트래픽이 공존할 수 있음을 확인했습니다. 이처럼 양자 신호와 고전적 신호가 하나의 광 케이블에 공존할 수 있다면 필요한 광 케이블 개수가 줄어드는 것은 물론, 양자 보안 통신 구축이 간소화되고 장기적인 네트워크 비용을 절감할 수 있습니다.
Paulina: CRQC(암호학적으로 유의미한 양자 컴퓨터)의 등장은 미래의 위협으로 종종 거론됩니다. 조직은 왜 지금부터 이에 대비해야 할까요?
Patrick: 비록 양자 컴퓨터가 아직 오늘날의 전송 중 데이터 보안에 사용되는 인증 및 키 교환 알고리즘을 해독하지 못할지라도, 양자 컴퓨터의 성능이 점점 더 강력해지면서 그 시점 또한 빠르게 다가오고 있습니다. Google이 최근 발표한 내용에 따르면 일부 기업은 해당 시점이 이르면 2029년쯤일 것으로 전망하고 있습니다. 이러한 위험은 먼 미래의 일이 아닙니다. 오늘날 암호화된 데이터라도 양자 기술이 고도화된 시점에 여전히 중요한 가치를 지닐 수 있으므로, 기업과 기관은 CRQC가 실용화되기 전에 서둘러 전환하여 민감한 정보를 보호해야 합니다.
Paulina: 양자 컴퓨터의 위협에 대비하는 과정에서 네트워크 사업자와 기업이 직면한 가장 큰 난관은 무엇이라고 생각하시나요? 양자 보안 네트워킹은 이 문제를 해결하는 데 어떤 도움이 될까요?
Patrick: 암호화 시스템은 이미 오랫동안 사용되어 왔으며, 양자 보안 애플리케이션으로 전환하려면 이미 운용 중인 하드웨어 일부를 교체해야 할 수 있습니다. 기존 하드웨어나 펌웨어를 업그레이드하는 것만으로는 PQC 알고리즘을 지원할 수 없는 경우가 많기 때문입니다.
양자 보안 환경으로 신속하게 전환하고자 하는 기업과 정부 기관 입장에서 이는 매우 중대한 과제입니다. 인프라 전반에 걸쳐 수천 대의 라우터를 교체해야 한다면 짧은 기간 안에 처리하기에는 너무 복잡하니까요. 그래서 기업이 양자 보안으로의 전환에 많은 시간을 투자하지 않는 것입니다. 워낙 복잡하고 비용도 많이 들다 보니, 더 이상 미룰 수 없는 시점이 올 때까지 일단 기다리는 것이죠.
Paulina: Quantum Corridor는 양자 보안 네트워킹 분야의 선두 주자로서 최종 고객이 해당 기술로 빠르고 안전하게 전환하도록 지원합니다. 실무적인 관점에서 이는 어떻게 구현되나요?
Patrick: Quantum Corridor는 차세대 보안 통신을 실현할 양자 대비 인프라를 구축하고 있습니다. 이는 상용 운용이 가능한 QKD와 PQC 등의 양자 보안 기술과 고전적 보안 기술을 당사 네트워크 전반에 통합하는 것을 의미합니다. 더불어 양자 네트워크의 지원 범위를 지속적으로 확장하는 것은 물론, 양자 강화 원자시계 동기화 및 정밀 타이밍 분배에 관한 초기 시험도 진행하고 있습니다.
향후 Quantum Corridor는 양자 얽힘 및 분산 양자 네트워킹과 같은 분야의 기초 연구에 힘을 보태고자 합니다. 이를 통해 지리적으로 분산된 인프라 전반에서 양자 컴퓨터, 센서, 애플리케이션 및 사용자를 안전하게 연결하는 것이 목표입니다.