군사 및 국가 안보 분야의 양자암호 활용 전략

문서 내 토픽

1. 양자키분배 기술

양자역학의 물리 법칙을 이용해 비밀키를 분배하는 기술로, 도청 시 오류가 필연적으로 증가한다는 양자 측정의 특성에 근거해 키 분배의 무조건적 보안성을 지향한다. 측정장치독립 양자키분배는 검출기의 효율 불균형과 블라인딩 공격을 구조적으로 제거하며, 트윈필드 양자키분배는 손실 스케일을 개선해 중계기 없는 장거리 키 분배를 가능하게 한다. 위성 기반 양자키분배는 초장거리 키 분배를 실현하지만 운용 창, 기상, 지상국 분포 등의 제약을 동반한다.
2. 군 통신 체계의 보안 아키텍처

국방 커뮤니케이션의 보안성은 키 관리의 건전성에 좌우된다. 양자키분배 기반 아키텍처는 물리계층의 양자키분배 링크, 키 관리 계층의 정책 기반 키 중계·수명관리, 응용계층의 암호화로 구성된다. 보안 요구도가 높은 구간은 일회용 패드, 대역폭이 큰 구간은 고속 대칭 암호에 분배하는 정책적 조합이 가능하며, 배타적 통제 구간에서는 측정장치독립 양자키분배를 적용한다.
3. 저장 후 복호 공격과 양자 위협

현재의 암호화 트래픽을 수집해 보관했다가 향후 양자컴퓨터가 성숙했을 때 대규모로 복호하는 방식으로, 외교·정보·군사·경제 전 영역의 장기 비밀 유지에 중대한 위협이 된다. 양자컴퓨터의 가시화는 공개키 암호의 안전성 가정을 직접적으로 위협하고 있으며, 국가 안보 분야는 양자내성암호의 체계적 도입과 함께 핵심 구간에 양자키분배를 중첩해야 하는 압력에 직면했다.
4. 단계별 도입 로드맵 및 운용 전략

단기에는 군사전용 광섬유 백본과 지휘소 간 고정 회선에 양자키분배를 적용해 키 수급 병목을 해소한다. 중기에는 위성 지상국과 주요 전구 지휘소 간 자유공간 양자 링크, 해양·공중 플랫폼의 지상 연계 구간에 시범 적용을 확대한다. 장기에는 장거리 백본 구간에 트윈필드 양자키분배를 확산하고, 측정장치독립 아키텍처를 기본값으로 채택하며 양자내성암호 전환을 조직 전반에 확대한다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 양자키분배 기술

양자키분배(QKD) 기술은 양자역학의 원리를 활용하여 이론적으로 절대적인 보안을 제공하는 혁신적인 기술입니다. 단광자 기반의 BB84 프로토콜부터 실용적인 상용 시스템까지 다양한 구현 방식이 존재하며, 특히 군사 통신과 같은 고도의 보안이 필요한 분야에서 큰 가치를 지닙니다. 다만 현재 기술 수준에서는 거리 제약, 높은 구축 비용, 인프라 복잡성 등의 실질적 한계가 있습니다. 향후 위성 기반 QKD와 양자 반복기 기술의 발전이 이러한 제약을 극복하는 핵심이 될 것으로 예상되며, 장기적으로는 기존 암호 시스템을 보완하는 하이브리드 방식의 도입이 현실적일 것으로 판단됩니다.
2. 군 통신 체계의 보안 아키텍처

군 통신 체계의 보안 아키텍처는 기밀성, 무결성, 가용성의 삼각형 원칙을 기반으로 다층 방어 체계를 구축해야 합니다. 양자 컴퓨팅 위협에 대응하기 위해 양자내성암호(PQC)와 양자키분배를 통합한 차세대 암호 인프라가 필수적입니다. 또한 네트워크 분할, 접근 제어, 감시 및 탐지 시스템의 강화가 동시에 이루어져야 합니다. 특히 군 통신의 특성상 신뢰성과 운용 연속성이 보안만큼 중요하므로, 새로운 기술 도입 시 기존 시스템과의 호환성과 점진적 전환 가능성을 고려한 설계가 필수적입니다.
3. 저장 후 복호 공격과 양자 위협

저장 후 복호(Harvest Now, Decrypt Later) 공격은 현재 암호화된 데이터를 수집하여 미래의 양자 컴퓨터로 복호하려는 위협으로, 군사 정보와 같은 장기 기밀 정보에 대해 심각한 위험을 초래합니다. 이는 현재의 RSA, ECC 등 공개키 암호 시스템이 양자 컴퓨터에 취약하다는 점을 악용하는 것으로, 이미 진행 중인 위협입니다. 따라서 양자내성암호의 조기 도입과 함께 기존 암호화된 민감 정보에 대한 재암호화 전략이 필요합니다. 특히 군 통신에서는 정보의 가치 수명을 고려하여 우선순위를 정하고, 하이브리드 암호 방식을 통해 단계적으로 양자 위협에 대응해야 합니다.
4. 단계별 도입 로드맵 및 운용 전략

양자 안전 기술의 도입은 단기(1-3년), 중기(3-7년), 장기(7년 이상)로 구분하여 체계적으로 추진되어야 합니다. 초기 단계에서는 양자내성암호 표준화 완료 및 파일럿 프로젝트 추진, 중기에는 핵심 통신 인프라부터 단계적 전환, 장기에는 전사적 양자 안전 환경 구축이 목표가 되어야 합니다. 운용 전략으로는 기존 시스템과의 호환성 유지, 인력 교육 및 훈련, 지속적인 기술 모니터링이 필수적입니다. 또한 국제 표준 동향을 반영하고 국내 기술 개발을 병행하며, 민간 부문과의 협력을 통해 비용 효율성을 높이는 것이 현실적인 접근 방식입니다.

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