- ETRI, 무선 양자암호통신용 송ㆍ수신부품 개발
- 기존 1/100 크기 집적화 성공, 내년 무선 양자암호통신 실환경 시연

[헤럴드경제=구본혁 기자] 최근 ‘보안시스템의 혁명’이라 일컬어지는 양자암호통신에 대한 연구경쟁이 치열해지는 가운데 국내 연구진이 무선 양자암호통신을 구현할 수 있는 핵심기술 개발에 성공했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 무선 양자암호통신용 송ㆍ수신 핵심부품 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

연구진이 개발한 송ㆍ수신 핵심부품은 양자암호통신을 하는데 있어 암호키를 무선 전송하는데 필요한 것이다. 기존에는 미터(m)급 면적을 차지하는 벌크(bulk) 광학 부품들을 사용해 왔는데 새로운 집적화 방식을 적용해 기존 대비 100분의 1 크기인 센티미터(cm)급 이하로 부품 소형화에 성공했다.

최중선 ETRI 책임연구원이 무선양자통신용 집적화 칩기반 편광결합 분리모듈을 시연하고 있다.[제공=ETRI]

양자암호통신은 레이저 광원으로부터 나온 광자(光子)의 세기를 줄여 단일 광자 수준으로 만든 후 수신자에게 전송해 암호키를 생성하게 된다. 광자의 편광 및 위상 양자 상태를 생성, 전송 및 검출해 송ㆍ수신자에게 암호화된 키를 만들어주는 원리다. 따라서 중간에 해킹이나 도청을 하면 양자 상태가 변하게돼 원칙적으로 해킹이나 도청이 불가능하다.

연구진은 초당 1억 번(100MHz)의 속도로 광자를 하나씩 보냄으로써 양자신호를 전송할 수 있는 무선양자통신 송ㆍ수신 핵심부품 기술을 개발했다.

기존 양자암호통신에는 편광 상태를 결합해 주는 편광결합기, 빔 결합기, 반파장판 등 개별 부품 및 장치들이 송수신부에 들어가 부피가 미터(m)급으로 컸다. ETRI는 큰 부품들의 기능을 반도체 공정을 통해 최초로 집적화 칩으로 구현해 모듈화했다.

이번 개발에 성공한 송신부 핵심 편광 결합 칩의 크기는 40mm x 2mm 수준으로 기존 송신부를 구성하던 4개 부품을 아주 작게 만들었다.

연구진은 개발된 송ㆍ수신 핵심 부품을 이용해 내년 초에 실제 환경에서 무선양자통신을 시연할 계획이다. 또 모듈크기를 소형화하고 양자 암호키 생성 속도와 전송 거리를 개선할 계획이다.

윤천주 ETRI 광통신부품연구그룹 프로젝트 리더는 “차량 내 및 차량 간 보안 통신, 모바일 단말 등 다양한 기기가 통신망에 연결될 사물인터넷 시대에 보안이 완벽 보장되는 양자암호통신으로 민감한 정보 송ㆍ수신이 가능케 될 것”이라고 말했다.

이 기술은 향후 국가행정망 보안 네트워크나 보안 금융망, 군사기밀 암호전송, 데이터센터 기밀유지, 개인의료/정보 보안서비스, 차량해킹 방지 등에 유용할 것으로 전망된다.

이번 연구성과는 광학기술 분야 국제학술지 ‘옵티컬 익스프레스’에 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com