“2019년 세계 최초 5G 등장∙∙∙4년 내 차세대 무선 서비스 기대”
“양자컴퓨팅 기술 발달, 공개키 암호 해킹 우려”
“ECC+PQC 하이브리드 기술, 유력 대안”
이동통신시대가 5세대(5G)를 지나 6세대(6G)로 진입하는 모습이다. 6G 시대에는 모든 사물과 사람이 인공지능(AI)과 연결되는 초연결 사회로 예측되는 만큼, ‘보안’이 가장 중요한 핵심요소로 주목받는다. 최근 양자컴퓨터가 블록체인과 금융시스템을 넘어 6G 이동통신시대에도 보안 위협 가능성이 제기된 가운데 이동통신업계에서는 기존 공개키 암호(PKC) 시스템을 대체할 ‘양자내성암호’(PQC)와 ‘양자키분배’(QKD)를 6G 보안 체계에 적용하기 위한 논의가 한창이다.
SK텔레콤 황철환 부장은 3일 ‘퀀텀코리아 2026’에서 열린 ‘퀀텀 프론티어 포럼’에서 ‘3GPP 양자내성암호(PQC) 표준화 추진 현황’을 주제로 강연하며 이같이 밝혔다.
그는 “2019년 4월 SK텔레콤, KT, LG유플러스 등 이동통신 3사가 5G 스마트폰을 시장에 내놓으며 대한민국은 세계 최초로 스마트폰 기반 5G 상용화를 달성했다”고 당시를 회상하며 “이로부터 10년 후, 즉, 앞으로 3~4년 안에 차세대 무선 서비스가 나올 것”이라고 말했다.
‘3GPP’는 이동통신 시스템의 무선(RAN)과 코어 네크워크, 서비스 구조를 포함한 전 세계 적용 규격을 공동으로 개발하는 표준화 프로젝트다. 이동통신 분야 핵심 국제표준화기구 중 하나로, 2028년 말까지 6G 표준 규격 확정이 목표다. 표준화 프로젝트는 단말기와 네트워크 장비 개발을 거쳐 이르면 2028년, 본격적인 상용화는 2030년 전∙후 이뤄질 것으로 전망된다.
황철환 부장은 “6G는 기존 이동통신보다 훨씬 높은 수준의 보안이 요구된다”고 운을 떼며 “양자컴퓨터 시대에 안전한 암호체계를 구축하기 위해 PQC와 QKD를 반영한 국제 표준화가 진행되고 있다”고 밝혔다.
지금의 5G 이동통신에서는 가입자 식별정보(SUPI)를 보호하기 위해 타원곡선암호(ECC) 기반 암호기술을 활용하고 있다. 하지만 최근 양자컴퓨터의 성능발달이 ECC와 RSA 등 기존 공개키 암호체계를 무너뜨릴 가능성이 제기됐다. 이런 이유로 일각에서는 차세대 암호체계 도입을 촉구하는 목소리도 있다.
우선 황 부장은 암호화된 가입자 식별정보를 통한 개인정보보호가 우선이라고 강조했다. 그는 “가입자 식별정보가 데이터 보안 단계에서 평문으로 노출되면 보안상 큰 문제가 발생한다”며 “양자컴퓨터 환경에서도 안전한 가입자 인증과 공개키 암호 교환을 위해 기존 ECC에서 PQC 기반으로 전환하는 방안이 검토 중”이라고 말했다. 이어 “양자컴퓨터 등장으로 보안 문제가 중요해진 것만은 확실하다”며 “가입자 ID를 숨기거나 기록된 데이터 추적∙관리가 불가능한 차세대 암호화 솔루션을 찾아야 할 때”라고 강조했다.
‘PQC’는 양자컴퓨팅 환경에서 안전하게 암호기술을 이용할 수 있도록 하는 새로운 공개키 암호다. 양자컴퓨터가 오류를 해결하고 공개키 암호를 해독할 수 있을 정도로 성능이 발전할 경우, 지금의 공개키 암호가 양자컴퓨터의 공격을 받을 수 있다. 이 같은 공격에 대한 대안으로 PQC가 연구되고 있다.
황 부장은 “차세대 암호화 방식은 PQC”라며 가입자 인증과 공개키 암호 교환 등에 PQC가 핵심 보안 기능을 수행하리라 보았다.
무엇보다 황 부장은 PQC의 안전성을 강조했다. 다만, 최근 발표된 데다 아직 충분한 검증을 거치지 않았기 때문에 상용화에는 시간이 더 필요한 상황이라고 밝혔다.
황 부장은 “국제사회에서는 기존 ECC와 PQC 각각의 장점을 결합∙활용한 하이브리드 방식이 유력한 대안으로 떠오른다”며 “이렇게 해서 생성한 키를 안전하게 결합하는 ‘키 컴바이너’(Key Combiner) 기술도 중요한 표준화 대상”이라고 말했다.
한편 황 부장은 QKD 기술의 상호운용성 확보도 주요 과제로 제시했다.
SK텔레콤은 현재 유럽통신표준협회(ETSI)를 중심으로 여러 제조사의 QKD 장비를 하나의 네트워크에서 운용할 수 있도록 하는 표준 개발 프로젝트를 추진하고 있다. 특정 장비에 종속되지 않는 멀티벤더 환경을 구축하고 공급망 안정성과 조달 효율성을 높인다는 계획이다.
황 부장은 적어도 2030년대에는 6G로 광범위한 서비스를 누릴 수 있으리라 기대를 표했다. 그러나 그는 서비스를 누릴 수 있을 것이라고 전망했다. 그때쯤이면 차세대 광범위 서비스를 볼 수 있을 거라고 기대를 표했다. 다만, 지금으로서는 유럽 일반 개인정보보호법(GDPR) 표준 공식 문서에 포함될지는 미지수라고 생각을 전했다.
황 부장은 “양자컴퓨터 시대의 보안은 특정 기술 하나로 해결할 수 있는 문제가 아니”라며 “기존 공개키 암호와 PQC를 함께 활용하는 하이브리드 방식과 QKD를 결합한 다중 보안 체계를 구축하는 것이 중요하다”고 강조했다. 그러면서 “6G 상용화 이전 국제 표준이 확정되는 향후 2~3년이 차세대 통신 보안 체계를 결정할 중요한 시기가 될 것”이라고 덧붙였다.
