국내 연구진이 세계적으로 이슈화된 무선 양자암호통신을 위한 핵심 집적화 부품을 자체 기술로 개발하고 햇빛이 매우 강한 실제 환경에서 양자 신호를 전송하고 복원하는데 성공했다.
ETRI가 이번에 개발한 무선 양자암호통신 시스템 기술은 빛의 알갱이인 광자(Photon)에 정보를 담아 전송하고 복원해 암호키를 생성한다. ETRI는 100m 이상 전송 거리에서 밤에는 1%, 낮에는 3% 수준의 우수한 양자비트오류율을 유지했다. 3% 양자비트오류율은 아주 우수한 성능으로 구분된다.
양자비트오류율은 일반적으로 양자 신호를 잘못 전달하는 비율이다. 11% 이하면 양자 암호키를 생성할 수 있다. 오류율은 낮을수록 더 빠른 속도로 암호키를 생성할 수 있다.
또 양자암호통신을 통해 생성한 암호키는 저속 암호키를 이용해 고속 데이터를 암호화하는 용도로 사용된다. 이번에 확보한 암호키 속도는 수십 Gbps급 데이터 전송에도 충분히 활용 가능한 수준이다.
특히 ETRI는 이번 발표가 양자 신호보다 훨씬 더 강한 태양 빛이 있는 낮에도 성공적으로 양자 신호를 복원했다는 점에서 큰 의미가 있다고 설명했다.
또 ETRI는 2017년 말, 자체적으로 개발한 수 cm수준의 집적형 양자암호통신용 핵심 부품을 시스템에 적용해 상용화에 더욱 다가섰다. 무선 양자암호통신 핵심 부품 소형화는 드론 기반 시스템, 소형 단말 시스템 등 향후 다양한 분야에 양자암호통신이 응용되기 위한 필수적인 핵심 기술이다.
ETRI가 개발한 무선 양자키분배 시스템은 실환경 구동에 필요한 기술을 상당부분 확보한 만큼, 현재 단계에서 핵심 기술의 기술이전이 가능하며 1~2년 이내에 상용화할 수 있다고 밝혔다.
ETRI 연구진은 "향후 본 기술은 스마트폰과 은행 ATM처럼 가까운 거리 통신시 활용 가능하다"며 "무선 양자암호통신 시스템이 단거리뿐 아니라 장거리 통신 등 다양한 분야에 적용되려면 추가적으로 장거리 양자 신호 전송 연구, 이동체 양자 통신 기술 연구 및 암호화기와 복호화기를 포함한 현대 암호통신과의 융합 기술 개발이 필요하다"고 말했다.
한편 연구진은 무선 양자암호통신 시스템에서 다중 레이저를 활용한 양자암호통신 시스템의 해킹 가능성을 처음으로 규명했다. 또 해킹을 차단하고 성능을 확보할 수 있는 방법을 포토닉스 리서치(Photonics Research)에 게재, 3월호 표지논문에 선정되기도 했다.
또 ETRI 연구진은 소형 무선양자암호통신 송수신 부품을 활용해 전송 거리를 더욱 증가시킬 수 있는 기술과 자동차나 드론 같은 이동체 등에서도 사용될 수 있는 무선양자암호통신 시스템을 개발할 계획이다.