양자 암호 키 분배 기술을 도입하면 도청이 불가능한가요??

Question

양자 암호 키 분배(QKD) 기술을 통신망에 적용하면 제3자가 중간에 암호키를 도청하려는 시도 자체가 암호 상태를 변형시켜 탐지되므로, 원천적으로 도청이 불가능한가요?

Answer 1

안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.

QKD는 이론상 도청 시도 자체가 양자 상태를 변형시켜 탐지되므로 암호키 전달 과정의 도청은 원천적으로 불가능에 가깝습니다. 다만 실제 장비의 하드웨어 허점, 사이드 채널 공격, 중계 장치 물리적 침투 등의 다양한 위험은 존재합니다.

Answer 2

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

이론상 보장되는 건 딱 한 가지예요. 광자 하나에 실린 상태를 중간에서 엿보면 그 상태가 흐트러지고, 송수신 양쪽이 일부 데이터를 비교했을 때 오류율이 올라가면서 누군가 건드렸다는 사실이 드러나요. 그래서 도청을 막는다기보다 도청당한 키를 버리고 다시 만드는 쪽에 가까워요.

문제는 수식이 아니라 장비예요. 실제 광원은 광자를 정확히 하나씩 내보내지 못해 가끔 두세 개가 같이 나가고, 공격자가 그중 하나만 빼돌리면 흔적이 남지 않아요. 검출기에 강한 빛을 쏘아 원하는 값만 읽히게 만드는 수법도 실험으로 증명됐고요. 제가 광학 장비를 다루다 보면 사양서의 이상적인 조건과 현장에서 나오는 값이 늘 다른데, 보안에서는 그 차이가 그대로 구멍이 돼요.

거리도 제약이에요. 광섬유에서 광자가 사라지니 수백 킬로미터마다 중계 장치가 필요한데, 그 장치가 물리적으로 털리면 키가 통째로 노출돼요. 그리고 QKD가 지켜주는 건 키를 나눠 갖는 구간뿐이고, 인증이나 단말 관리가 허술하면 거기서 뚫려요 :)

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

양자 암호 키 분배 기술은 양자역학의 측정 불확정성과 중첩 원리를 이용하므로 제3자가 광자 상태를 도청하거나 복제하려는 순간 양자 상태가 변형되어 무조건 도청 사실이 실시간으로 탐지되는 이론적 완전성을 가집니다. 따라서 송수신자는 도청 시도가 감지되면 해당 키를 즉시 폐기하므로 전달되는 암호키 자체를 중간에서 몰래 탈취하는 형태의 도청은 물리학 법칙상 원천적으로 불가능합니다. 다만 통신 양끝단의 실제 수신기 발신기 물리 장비 자체의 하드웨어적 허점을 노리는 사이드 채널 공격이나 장비 물리적 침투 가능성은 여전히 존재합니다. 결과적으로 QKD는 통신 구간의 암호키 전달 과정에 대해 현존하는 가장 강력한 보안을 제공하지 전체 시스템 차원의 완벽한 보안을 위해서는 물리적 장비의 안전성까지 함께 확보되어야 합니다.