PQC란? 양자컴퓨터 시대에 필요한 양자내성암호의 개념과 전환 방법

PQC란?

PQC는 기존 컴퓨터뿐 아니라 양자컴퓨터를 이용한 공격까지 고려해 설계된 암호 기술로, 우리말로는 ‘양자내성암호’라고 합니다.

현재 인터넷 통신이나 인증, 전자서명에는 RSA(Rivest–Shamir–Adleman)와 ECC(Elliptic Curve Cryptography, 타원곡선 암호) 같은 공개키 암호가 널리 사용됩니다. 이러한 암호 기술은 현재의 컴퓨터로 풀기 어려운 수학 문제를 기반으로 안전성을 확보합니다.

하지만 충분한 성능을 갖춘 양자컴퓨터가 등장하면 일부 공개키 암호체계의 기반이 되는 수학 문제를 기존보다 훨씬 빠르게 풀 수 있어 RSA·ECC 기반 공개키 암호의 안전성이 위협받을 수 있습니다. PQC는 양자컴퓨터로도 풀기 어려울 것으로 평가되는 수학 문제를 이용해 이러한 위협에 대비합니다. 이름 때문에 양자컴퓨터에서만 사용하는 기술처럼 보일 수 있지만, PQC는 현재 사용하는 컴퓨터와 네트워크 환경에 적용할 수 있는 암호 알고리즘입니다. 라온시큐어도 Key# Biz·Key# Wireless에 PQC를 적용해 상용화하고, TouchEn mTranskey까지 적용 범위를 확대했습니다. 또한 실제 시스템의 PQC 전환 사업에도 참여하고 있습니다.

왜 지금 PQC를 준비해야 할까요?

양자컴퓨터가 기존 암호를 실제로 위협하는 시점을 정확히 예측하기 어렵고, 기업의 암호체계를 새로운 방식으로 바꾸는 데는 오랜 시간이 걸리기 때문입니다.

기업에서 암호 기술은 서버나 네트워크뿐 아니라 인증서, 애플리케이션, 라이브러리, 보안 장비와 외부 솔루션 등 여러 곳에 사용됩니다. 어떤 암호를 어디에서 사용하고 있는지 파악하고, 새로운 알고리즘을 적용한 뒤 성능과 호환성까지 검증하려면 한 번에 전환하기 어렵습니다.

또 하나 살펴봐야 할 것이 HNDL(Harvest Now, Decrypt Later) 위협입니다. 공격자가 현재는 해독하지 못하는 암호화 데이터를 미리 확보해 두었다가, 미래에 충분한 성능의 양자컴퓨터가 등장했을 때 해독을 시도하는 방식입니다. 따라서 의료정보나 금융정보, 기업의 핵심 기술처럼 오랫동안 보호해야 하는 데이터는 양자컴퓨터가 등장한 뒤가 아니라 지금부터 전환을 준비할 필요가 있습니다.

미국 국립표준기술연구소(NIST, National Institute of Standards and Technology) 역시 현재 사용 중인 양자 취약 암호를 파악하고 PQC 전환을 시작할 것을 권고하고 있습니다. NIST는 전환 일정에 따라 양자 취약 알고리즘을 2035년까지 NIST 표준에서 단계적으로 제외할 계획이며, 고위험 시스템에는 더 이른 전환을 권고하고 있습니다.

기존 공개키 암호와 PQC는 무엇이 다른가요?

PQC도 키 설정과 전자서명처럼 기존 공개키 암호가 담당하던 역할을 수행하지만, 양자컴퓨터의 공격까지 고려한 다른 수학적 구조를 사용합니다. 기존에도 안전한 통신을 위한 키 설정이나 전자서명이 필요했고, PQC 환경에서도 이러한 기능은 그대로 필요합니다. 달라지는 것은 그 기능을 구현하는 암호 알고리즘입니다.

현재 적용 가능한 대표 PQC 표준으로 NIST가 2024년 확정한 ML-KEM(FIPS 203), ML-DSA(FIPS 204), SLH-DSA(FIPS 205) 등이 있습니다. PQC는 연구 단계를 넘어 실제 도입과 전환이 진행되고 있습니다.

PQC 전환은 무엇부터 준비해야 할까요?

PQC 전환은 새로운 암호 알고리즘을 바로 적용하는 것보다 현재 어떤 암호를 어디에서 사용하고 있는지 파악하는 것부터 시작해야 합니다. 기업마다 시스템 구성과 데이터의 중요도가 다르기 때문에 모든 암호를 한꺼번에 바꾸기는 어렵습니다. 전환 과정을 세 단계로 정리하면 다음과 같습니다.

실제 전환 사례로 라온시큐어는 정부 PQC 시범전환 사업의 의료 분야 주관사로 참여해, 국내 최초로 개방형 의료 데이터 플랫폼에 KpqC와 NIST PQC 표준을 적용하고 있습니다.

라온시큐어의 PQC 적용 기술과 전환 사례

라온시큐어는 Key# Biz·Key# Wireless에 PQC를 적용해 상용화했으며, TouchEn mTranskey에도 PQC 기술을 적용했습니다. 정부 시범사업을 통해 실제 시스템의 PQC 전환에도 참여하고 있습니다.