연일 불법 도.감청사건으로 사회가 어지러운 가운데 한국과학기술연구원에서 도청이 원천적으로 불가능한 통신시스템을 개발 커다란 관심을 끌고 있다.

한국과학기술연구원(KIST원장 김유승) 마이크로시스템연구센터 문성욱 박사팀은 KIST의 자체 연구사업으로 2년여 동안 연구한 결과, 도청이 원천적으로 불가능한 양자(量子)암호 통신시스템을 구현하는데 성공하였다고 밝혔다.

현재 사용 중인 암호체계는 미국에서 개발한 공개키 방식이다. 이는 120자리 수를 소인수 분해하기 어려운 점을 이용한 암호생성방식이다. 그러나 고성능의 컴퓨터가 개발될 경우 암호가 해독될 수 있는 문제점을 가지고 있다.

양자암호(QUANTUM CRYPTOGRAPHY)방식은 빛의 최소 단위인 단일광자를 이용한 최첨단 통신 기술로서 수학적인 방식이 아닌, 물리적 현상을 이용한 것이다. 양자물리 현상에 기반을 둔 양자암호시스템은 원천적으로 도청이 불가능하므로 완전한 보안통신을 보장하는 새로운 통신 방식이다.

양자암호 시스템을 구현하기 위해서는 단일 광자의 생성 및 검출이 핵심 요소 기술이다. KIST에서 개발한 기술은 첫째, 검출 효율이 세계 최고 수준치인 26%를 갖는 단일 광자 검출시스템이며 둘째, 위상 및 편광이 자동적으로 보정되는 광학 시스템이다.

이를 이용하여 100 km 단일 광자 전송기술을 확보하고, 양자암호 통신시스템 기술을 구현하였다. 셋째, 실시간으로 통신채널의 도청 유무를 확인할 수 있는 컴퓨터 인터페이싱 기술이다. 이는 전송채널에서 도청이 있을 경우 송신자와 수신자에게 실시간으로 도청의 유무를 알릴 수 있는 시스템이다.

KIST 연구결과는 기존의 양자암호통신시스템에서, 암호화된 대용량 메시지 전송에 사용하던 인터넷 통신채널의 도청 가능성을 배제하기 위하여 WDM(파장분할광통신) 방식을 이용한 단일 통신채널 전송방식을 채택한 것이 특징이다.

문성욱 박사는“국내 연구진이 세계 최고 수준의 단일광자 검출 기술을 바탕으로 양자암호시스템을 독자적으로 개발함으로써 보안 통신 분야의 기술개발에서 세계적인 경쟁력을 확보하게 됐다”고 말했다.

이러한 기술을 바탕으로 KIST에서는 2006년, 양자암호를 이용한 일반 전화 통신을 시연할 계획이다. 음성신호와 광신호를 서로 전환시킬 수 있는 암호키를 양자암호 방식으로 송신자와 수신자가 미리 교환함으로써 절대 보안 통신이 가능하다.

이 같은 양자암호시스템은 통신 도중에 누군가가 정보를 탐지하기 위해 침입하면 빛의 입자가 갖는 양자 역학적 상태가 변화해 도청이 되고 있음을 즉시 알 수 있고, 통신자는 도청이 감지되면 곧바로 통신을 중단해 정보 유출을 막을 수 있다.

따라서 기밀 정보를 취급하는 국방안전보장 분야나 기업통신 등에 폭넓게 이용될 수 있으며, 기존의 일반 광통신 회선을 사용하므로 보안 통신시스템 구축에 들어가는 경비도 크게 절감될 수 있을 것으로 전망된다. 특히 양자암호통신은 은행과 은행 간의 데이터 교환 등 절대 보안이 필요한 통신에 적용될 전망이다.

네트워크를 통한 지식정보의 교환과 전자상거래 등이 점차 증가하고 있는 상황에서 통신상의 보안 확보는 무엇보다 중요하며 스위스, 미국, 일본 등 선진국을 중심으로 치열한 개발 경쟁이 펼쳐지고 있다.