1. 요점

현대 통신에서는 데이터 보호를 위해 송ㆍ수신자 간 상호 약속된 암호키를 통해 데이터를

암호화해 전 송한다. 암호키는 크게 대칭키와 비대칭키 방식으로 나뉘는데, 비대칭키의 경우 
이에 속하는 암호화키와 복호화키가 서로 다른 방식의 수학적인 원리를 이용해 구현된다.

흔히 사용하는 RSA(Rivest Shamir Adleman) 암호의 경우, 큰 수의 소인수분해가 어렵다는

수학적 계산의 어려움을 기반으로 만들어진 비대 칭키 방식 알고리듬이다. 그러나 이러한

비대칭키 암호는 양자컴퓨터 발전으로 인해 그 보안성에 위협을 받고 있다. 대표적인 예가

미국 벨랩(Bell Lab)의 과학자 피터 쇼어(Peter Shor)가 고안한 ‘소인수분해 양자알 고리듬’

같은 것들이다. 물론 양자컴퓨터가 모든 암호를 해독할 수 있다고 말하기엔 아직 시기상조인

것이 사실이다. 하지만 고전 컴퓨터로 해독할 수 없던 기존 암호알고리듬을 해독하는 양자

알고리듬이 속속 개발 되고 있으며, 양자컴퓨터 연산능력이 발전함에 따라 그에 비례해

이러한 시도가 더욱 활발해지고 있다.

이번 절에서 다루는 양자 키 분배(Quantum Key Distribution, QKD)의 경우 대칭키 방식을

사용 한다. 대칭키는 송신자와 수신자가 동일한 암호키를 가지고 데이터를 암·복호화 하는

방식인데, 수학적 알고리듬을 사용하지 않기에 양자컴퓨터 암호 해독에도 안전하다 볼 수 있다.

다만 송ㆍ수신자 간 암호 키의 안전한 공유가 최대 과제라 할 수 있다. 현대 통신에서 비대칭키

방식의 암호가 많이 쓰이는 이유도 안전하게 암호키를 나눠 가지는데 어려움이 따르기 때문이다.

이러한 문제를 해결하기 위해 고안된 양자 키 분배는 송신자와 수신자가 암호키를 양자상태로

전송해 나눠 갖는 방식이다. 이처럼 양자상태로 전 송되는 암호키의 경우, 양자상태는 복제

불가능성 원리에 의해 복제 불가능하며 도·감청을 시도하면 양 자상태의 변화를 불러와 오류를

일으키므로 도청이 불가능한 안전한 통신이 이뤄질 수 있는 것이다.

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