도시바 코퍼레이션(Toshiba Corporation)(도쿄증권거래소: 6502)은 도쿄에 구축, 시험 사용된 새로운 양자 키 분배 장치로 양자 암호화 시스템 작동에서 세계 최고 속도를 구현했다고 오늘 발표했다.

이 시스템은 도쿄 중심부의 오테마치와 서부 교외 지역의 고가네이를 연결하는 45km 길이의 광섬유 네트워크 상에서 시험 가동됐다. 시험은 일본 국립정보통신기술연구소(NICT)와 공동으로 34일간 진행됐다. 구축된 시스템은 시험 기간 중 끊김 없이 작동했으며 총 보안 키 데이터 전송량 878기가비트(Gbit), 평균 전송 속도 일 25.8Gbit로 세계 기록을 세웠다. 또한 시험 기간 중 완전 자동 상태로 안정적인 작동을 유지했다.

양자 암호화는 데이터 암호화 기술의 떠오르는 총아로 네트워크를 통한 정보 전송에서 이전까지 불가능했던 수준의 보안을 제공한다. 이는 빛 소립자인 단일광자의 양자 성질을 활용함으로써 이뤄졌다. 양자 키 분배로 알려진 암호 기술은 도청을 감지하고 안전성을 보장할 수 있게 해준다.

도시바 코퍼레이션은 연구실 환경에서 세계 최고 속도의 양자 키 분배 장치를 개발했으며 도시에 구축된 광섬유 라인을 사용해 장기적이고 안정적인 운영을 지원하기 위한 기술 능력을 검증하고 있다. 광섬유를 통한 장거리 전송 후 빛의 단일광자를 탐지하는 양자 커뮤니케이션을 상용화하려면 진동 감지, 고정밀 장비 배치, 동기화 등 다수의 기술적 문제를 극복하기 위한 첨단 기술 개발이 선행되어야 한다.

도시바는 이러한 기술적 난제에 대응하고 문제를 극복하기 위해 노력해 왔으며 이를 통해 자동 안정화 시스템 및 양자 암호화를 위한 통합 전자기술 개발의 선두 주자로 자리매김했다.

도시바의 이 같은 노력은 NICT가 도쿄 오테마치와 고가네이 구간에서 운영 중인 실험용 광섬유 네트워크 JGN-X(45 km, 14.5 dB 손실)에 구축된 시스템이 34일 동안 끊김 없이 완벽히 운영됨으로써 결실을 거뒀다.

한편 34일이라는 기간은 시스템 운영의 한계를 의미하지 않는다. 이 시스템은 시험 기간 후반부에도 원활히 작동했으며 그 이상의 장기 운영이 불가능하다고 판단할 이유가 없다.

테스트 기간 중 일 평균 보안 키 데이터 분배량은 25.8Gbit(34일 보안 키 데이터 총량 878Gbit), 평균 전송 속도는 300 kbps였다. 이는 총 보안 키 데이터 분배량, 분당 속도 및 일일 속도 면에서 현재 구축된 시스템 가운데 가장 높은 수준이다.

도시바는 안정적인 장기 운영과 암호화 키 분배 속도 개선을 위해 검증 작업을 계속할 계획이다. 또한 실용적 사용성을 평가하기 위해 다양한 응용제품에 양자 암호화 키 분배 장치를 적용할 예정이다.

시험에서 검증된 획기적 성능은 9월 1~5일 프랑스 파리에서 열리는 ‘QCrypt 2014’ 컨퍼런스에서 발표될 예정이다.

주: NICT는 ‘보안 광자 네트워크 기술 연구 개발’ 프로젝트의 일환으로 이번 연구의 일부를 수행했다.