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양자암호통신 개발동향 및 시장전망

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1. 양자암호통신 개발동향
 
양자암호통신의 실용화가 성큼 다가오고 있다. 4차 산업혁명 시대를 맞아 사물인터넷, 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터, 모바일 기술의 발달과 확산으로 사람과 사물, 서비스가 모두 연결되는 초연결(Hyper-Connectivity)시대가 본격화에 따라 IT 인프라로서의 정보보호에 대한 중요성이 더욱 커지고 있어 양자암호통신에 대한 니즈도 증대하고 있다.
 
양자암호통신은 양자(Quantum)가 갖는 물리적 특성인 복제 불가능성을 기반으로 해킹이 불가능한 ‘비밀키’를 교환·분배하여, 암호화된 중요 정보를 복호화하고 도감청 여부를 식별할 수 있는 통신보안 기술이다. 만일 도청자가 중간에 정보를 열어보면 신호가 깨지기 때문에 수신자는 해킹 시도를 알 수 있게 되며, 송신자와 수신자 외에는 중간에 도청이 불가능해 원천적으로 해킹이 불가능한 완벽한 보안 통신 기술이기 때문에 세계 각국의 개발 경쟁이 치열하게 벌어지고 있다.
 
양자암호통신 기술은 1984년 IBM의 Bennett 박사와 캐나다 몬트리올대의 Brassard 교수가 최초의 양자암호 기술 개발후 1989년 베넷 박사에 의해 세계최초로 양자 암호 전송 실험 성공(단일 광자가 32cm 날아가서 검출됨)하였다. 이후 미국 MagiQ Technologies 등에서 QKD 시스템이 상용화되었음. 2000년대 이후부터는 세계 각국이 양자암호통신 테스트베드를 구축하여 실제 환경 성능 검증 수행 중에 있다.
 
미국은 2003년 DARPA Project를 통해 세계 최초로 양자암호 시험통신망 구축하였으며, 2006년에는 세계 최초로 양자 도청을 시현한 바 있으며, 2013년부터는 NASA에서 560km 거리의 양자암호통신 네트워크를 구축 중에 있다.
 
유럽은 2002년 제네바와 67km 떨어진 로잔(Lausanne)지역 내 광통신 시스템을 이용해 양자암호키분배 기술을 시연했으며, 여러 벤처기업 등을 설립해 난수생산기와 양자암호키분배 시스템을 상용화하기 시작함. 오스트리아 빈 지역의 4개의 노드를 연결하는 SECOQC 프로젝트를 통하여 신뢰노드 적용 가능성 및 문제점 등을 점검(‘08년)한바 있으며, ETSI에서는 양자암호통신 표준화를 선도하고 있다.
 
중국은 2016년 세계 최초로 양자통신을 위한 위성을 쏘아 올린 데 이어 2017년 6월 세계 최장거리 무선 양자암호통신에 성공하고 올 1월 국제 학술지에 연구결과를 발표하였다. 중국은 양자통신 위성을 통해 아시아~유럽을 연결하는 양자암호통신 네트워크 구축(’20년 완료 예정), 2030년에는 전세계를 관통하는 양자암호통신망 구축을 목표로 연구개발 중으로 양자암호통신의 실용화를 위해 기술개발 투자를 확대하고 있다.
 
일본은 NICT 주관으로 도쿄 시내 양자암호통신 Network(JGN2plus)을 구축(’10년), 45Km 광케이블 구간에서 294kbs의 전송속도로 양자키분배 성공, 동영상 암호와 전송 성공(‘12년)한 바 있으며, 일본 국가정보통신기술연구소(NICT)는 ’17년 7월 마이크로 통신 위성 '소크라테스(SOCRATES)'를 활용한 우주-지상 간 양자암호키 분배(QKD) 실험에 성공, 세계 2번째로 양자암호통신 위성대열에 합류하였다. 도시바는 ’17년 9월에는 양자 암호 통신에서 초당 13.7Mbps의 암호 키 전송 속도를 실현하는 기술을 개발, 이는 기존의 1.9Mbps의 약 7 배로 세계 최고속도를 구현하였으며 2020년 실용화할 목표를 가지고 있다.
 
 
 
2. 양자암호통신 시장전망
 
超연결(Hyper-Connectivity)시대의 본격화에 따라 네트워크 인프라에 대한 해킹 공격이 증가 추세에 있으며 또한 글로벌화 되고 있어 정보 인프라에 대한 보안 불안감 증대되고 있음. 국방, 금융 등 국가 기간망에 대한 글로벌 해킹 증가로 사회적 불안감 증대되고 있으며, 초연결시대에 해킹증가는 개인정보 뿐만 아니라 생명을 위협하여, IoT, 자율주행자동차 등 신산업 성장의 위협요소가 되고 있다. (2015년에 독일 보안전문가들이 자동차를 해킹, 운전대와 브레이크 조작이 가능함을 시연함)
 
또한 사물인터넷(IoT) 디바이스의 대부분이 인터넷 통신시 안전한 암호화 통신을 미사용하고 있으며, 소프트웨어 업데이트 다운로드시 암호화 채널을 사용하지 않는 것으로 나타나 사이버 보안에 대한 이슈가 커지고 있다.
 
이에 따라 사이버 보안 시장은 매년 크게 증가하고 있는데 IT 분야 전문 시장조사기관 Technavio는 전 세계 사이버 보안 시장은 2016년 1,003억 6천만 달러 규모에서 5년간 연평균 12.9%로 성장해 2021년에는 1,839억 6천만 달러 규모에 이를 전망하고 있으며, ASD Research와 Visiongain 2016 에서는 2016년 814억 달러에서 2021년에는 1,200억 달러 규모로 성장할 것으로 전망하고 있다.
 
양자암호통신은 정보보호에 대한 완벽한 해결책이 될 수 있기 때문에 유럽, 미국, 중국, 일본 등의 기술선진국들 뿐 만 아니라, 전략적 국가기간망 보호 측면에서 오스트리아, 네덜란드, 싱가포르 등 세계 각국에서 기술개발이 진행되고 있으며, 현재 테스트베드 위주 시장에서 2020년경부터는 본격적으로 상업화 시장이 열릴 것으로 전망되고 있다.
 
양자암호통신 시장은 유선, 무선 인프라보호 및 인증접속, 양자암호 네트워크 장비 등을 중심으로 고도의 정보보안이 필요한 정부 부처, 국방, 금융, 통신사업자, 에너지 전송업체 등에서 보안통신 및 정보암호화를 목적으로 하는 정보보호 및 보안 시장이 우선적으로 적용될 것으로 전망된다. 특히 최근 블록체인, 핀테크(Fintech) 산업이 급속히 확산되면서 금융기관 뿐만 아니라 가상화폐의 해킹 사고가 크게 증가하고 있어 양자암호통신 도입필요성이 증대되고 있다.
 
세계 양자암호통신 시장은 현재는 테스트베드 및 개발장비 위주의 시장이 형성되어 있으며 상용화 시장은 2020년경부터 본격화할 것으로 전망된다. 이에 따라 양자정보통신 시장은 2020년 778백만 달러에서 2030년 29,012백만 달러규모로 연평균 43.6% 성장할 것으로 전망됨. 양자암호통신 시장은 2020년 양자암호통신 및 네트워크 제품을 중심으로 본격 시장을 형성하여 2030년에는 세계 보안시장의 12% 규모로 성장한 290억 달러 규모에 달할 것으로 전망한다.
 
분야별로는 통신 및 네트워크 보안 분야가 가장 큰 시장을 형성하여 2020년 전체시장의 75%를 점유하다가 점차 다른 분야 시장이 형성되면서 점차 축소되어 2030년에는 전체 양자암호시장의 55%를 점유할 것으로 전망된다. (양자양호통신, 양자컴퓨터 및 양자계측 관련 시장은 INI R&C가 2018년 4월 발간한 양자정보통신 최신동향 및 시장전망(2020~2030)에서 상세히 살펴 볼 수 있다.)
 
 

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