PQC에 대해 가장 자주 묻는 질문은 무엇인가요?

양자 컴퓨터는 향상된 처리 능력을 갖추고 있어 오늘날의 슈퍼컴퓨터보다 훨씬 뛰어나며, 특정 알고리즘을 기존 컴퓨터보다 더 효율적으로 수행할 수 있어 고전 암호학에 위협이 될 수 있습니다. 더 정확히 말하면, 양자 컴퓨터는 대칭 암호화를 크게 약화시키거나 비대칭 암호화를 해독할 수 있는그로버 알고리즘과쇼어 알고리즘을 수행할 수 있을 것입니다. 모든 조직은 데이터 보호, 디지털 서명 및 안전한 거래를 위해 암호화에 의존하므로 이는 모든 산업에 적용되는 위협입니다.

아니요. 양자 컴퓨팅은 제조, 화학, 인프라 등 여러 산업 분야에서 매우 유망한 연구 분야입니다. 양자 컴퓨터를 활용하면 복잡한 프로세스 모델링을 개선하고 보다 효율적인 생산 방식이나 계산을 가능하게 할 수 있을 것으로 기대됩니다. 오늘날 대부분의 양자 컴퓨터는 특정 사용 사례를 염두에 두고 개발되고 있으며 (암호 해독은 포함되지 않습니다). 하지만 양자 컴퓨터는 기존 암호를 해독하는 것을 목표로 개발되는 것은 아니지만, 그 잠재적인 연산 능력을 과소평가해서는 안 되며, 악의적인 목적으로 이를 오용하려는 세력이 있을 수도 있습니다.

모든 조직은 양자 컴퓨팅 이후 시대에 대비한 준비를 조직의 환경에 맞게 검토해야 합니다. 일반적으로 조직의 암호화 현황을 파악하는 것은 무엇보다 중요합니다. 즉, 다음과 같은 사항을 알아야 합니다. 알고리즘 목록과 각 알고리즘의 사용 사례를 작성하세요. 또한, 어떤 데이터를 보호해야 하는지, 그리고 얼마나 오랫동안 보호해야 하는지를 결정해야 합니다. 이를 바탕으로 조직에서 적용해야 하는 새로운 알고리즘을 고려한 마이그레이션 전략을 수립할 수 있습니다. 또한 잠재적으로 더 큰 키 및 서명 크기를 고려하여 하드웨어 및 전반적인 IT 인프라가 도입하려는 알고리즘을 충분히 지원할 수 있는지 확인해야 합니다. 마이그레이션의 경우, PQC 알고리즘이 아직 성숙 단계에 이르지 않았기 때문에 대부분의 기관에서는 PQC와 기존 알고리즘을 모두 사용하는 하이브리드 접근 방식을 권장합니다. 마이그레이션 계획을 수립하고 잠재적인 장애물을 제거한 후, 포스트 양자 암호화(PQC) 분야의 새로운 발전을 고려하면서 마이그레이션 계획을 따르십시오.

마이그레이션에 대해 확신이 서지 않는다면PQC 컨설팅에 문의하십시오.

포스트 양자 암호(PQC) 분야가 아직 완전히 성숙하지 않았기 때문에 유연하고 암호학적으로 민첩한 솔루션을 사용하는 것이 중요합니다. 공개 키 인프라의 경우 이는 새로운 암호화 알고리즘으로 업데이트할 수 있고 인증서 프로필을 확장하여 새로운 알고리즘 식별자 및 잠재적 확장을 포함할 수 있는 솔루션을 사용하는 것을 의미합니다. 시작점으로 NIST에서 권장하는PQC 알고리즘을 평가하고 이러한 알고리즘이 해당 환경에 적합한지 여부를 판단해야 합니다(서명 및 키 크기를 고려하여). 일반적으로 PQC 알고리즘을 이미 지원하거나 PQC 알고리즘 표준화가 완료되면 업그레이드할 수 있는 기본 암호화 라이브러리를 갖춘 PKI 솔루션을 고려하십시오.

미국 국립표준기술연구소(NIST)에서 진행 중인 표준화 과정에서는 격자 기반 알고리즘인 CRYSTALS-KYBER, CRYSTALS-Dilithium, FALCON과 상태 비저장 해시 기반 서명 방식인 SPHINCS+를 포함한 네 가지 알고리즘을 표준화 대상으로 발표했습니다. 이전에 NIST는 상태 저장 해시 기반 서명 방식인 두 가지 디지털 서명 알고리즘을 권장했습니다. LMS 및 XMSS(변형인 HSS 및 XMSS-MT 포함). AES와 같은 기존의 대칭 알고리즘은 키 길이가 특정 비트 수를 충족하는 경우 (현재로서는) 양자 컴퓨팅 공격 이후에도 안전한 것으로 간주됩니다. 예를 들어, AES-256은 양자 컴퓨터 공격에 견딜 수 있지만, AES-128은 그렇지 못할 수도 있습니다.

표준화 과정에서 여러 PQC 알고리즘 후보들이 취약점을 드러냈습니다. 걱정해야 할까요?

표준화 과정에서 제안된 알고리즘이 주요 초점이 됩니다. 이러한 알고리즘들이 테스트되는 것은 바람직한 과정이며, 그 과정에서 오류가 발생할 수도 있습니다. 표준화될 최종 후보들은 상세하고 철저한 분석을 거쳤으므로 신뢰할 수 있습니다.

양자 컴퓨터는 뛰어난 처리 능력을 바탕으로 이전에는 불가능했던 다양한 혁신과 계산을 위해 모든 산업 분야에서 활용될 수 있습니다. 조직은 양자 컴퓨터를 통해 더욱 현명한 투자 결정을 내리고, 의약품과 백신을 더 빠르게 개발하며, 교통 시스템을 혁신하는 등 다양한 방식으로 이점을 얻을 수 있습니다.

하지만 양자 컴퓨터는 사이버 보안 인프라 측면에서도 위협이 될 수 있습니다.

양자 컴퓨터가 특정 산업에 미치는 위협은 두 가지 요인에 의해 결정됩니다. 하나는 데이터의 유효 기간(데이터가 사용되고 가치를 유지하는 기간)이고, 다른 하나는 시스템 수명 주기(시스템이 사용되는 기간)입니다. 따라서 보험, 공공 부문, 은행 및 금융업과 같은 산업이 양자 컴퓨터의 위협에 가장 큰 영향을 받을 것입니다.

특정 산업에서는 데이터를 일정 기간 동안 보관해야 하는 의무가 있습니다(예: 의료 데이터는 30년). 현재 생성 및 저장되는 데이터를 장기적으로 보호하기 위한 최선의 전략은 무엇일까요?

대부분의 데이터는 양자 컴퓨터 공격에 의해 약화될 수 있지만 여전히 양자 컴퓨터에 대해 안전하다고 간주되는대칭 알고리즘으로 암호화되므로 장기적으로 데이터가 보호됩니다. 하지만 이는 AES-256과 같이 키 길이가 충분한 알고리즘을 사용하는 경우에만 적용됩니다. 안전을 확보하고 (양자) 보안을 한층 강화하려면 하이브리드 암호화 방식을 따르는 것이 최선의 전략입니다. 이는 기존 암호화와 포스트 양자 암호(PQC)를 함께 사용하는 것을 의미합니다. 또한 안전한 키 교환 방법에 중점을 두어야 합니다.

대부분의 PQC 알고리즘은 기존 알고리즘에 비해 더 큰 키 크기를 사용합니다. 결과적으로 암호문과 서명의 크기도 커져 성능에 영향을 미칩니다. 세션 키/공개 키를 생성하는 데 필요한 키 크기 및 소요 시간(주기)에 대한 자세한 보고서는ENISA PQC 통합 연구에서 확인할 수 있습니다.

가장 큰 문제는 더 이상 만능 해결책 알고리즘이 존재하지 않게 된다는 점입니다. 각 알고리즘의 최적점(키 생성 성능, 서명 성능, 작은 서명 크기, 작은 키 크기 등)을 고려하여 특정 사용 사례에 가장 적합한 절충안을 제공하는 알고리즘을 선택해야 합니다.

양자 키 분배는 양자 역학을 이용하여 암호화 키를 교환하는 방법입니다. 이는 여러 당사자 간에 대칭 암호화 키를 전송하는 데 사용됩니다. 양자 키 분배 방식이 다른 키 전송 방식에 비해 가지는 장점은 "내장된 도청 방지 기능"입니다. 얽힌 상태를 사용하면 모든 가로채기 시도를 즉시 감지하고 효과적으로 키를 무효화할 수 있습니다.

양자 난수 생성기(QRNG)는 양자 역학을 이용하여 암호화 및 디지털 서명과 같은 응용 분야에 사용할 수 있는 난수 시퀀스를 생성합니다. PQC 사용 사례에는 필요하지 않습니다. 이는 양자 컴퓨터의 영향을 받지 않는, 단지 난수를 생성하는 다른 방식일 뿐입니다.

하이브리드 암호화는 기존 암호화 기술과 포스트 양자 암호(PQC) 기술을 동시에 사용하는 것을 의미합니다. 예를 들어 디지털 서명 사용 사례에서는 두 개의 서명이 함께 적용됩니다. 하나는 기존 알고리즘으로 생성된 서명이고, 다른 하나는 PQC 알고리즘으로 생성된 서명입니다.

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