양자컴퓨터가 현대의 정보통신 분야 암호체계를 무력화시킬 수 있다는 우려가 커지면서, 사이버 보안의 새로운 시장을 선점하기 위한 각국의 경쟁이 치열해지고 있다.

각국은 양자컴퓨터의 공격에도 안전한 암호체계 개발을 서두르고 있는데, 현재로선 ‘양자 암호’와 ‘포스트-양자 암호’가 유력한 대안으로 보인다.

양자암호는 현대의 암호체계와 같은 디지털 정보를 이용하지 않고, 양자컴퓨터에서 사용되는 물리적 양자상태를 이용하는 암호 방식이다. 

포스트-양자 암호는 양자컴퓨터로도 풀 수 없도록 수학 문제의 복잡도를 대폭 높인 형태의 암호 알고리즘을 말한다. 

포스트-양자 암호 기술의 경제적 가치는 2026년에 27조원에 이를 것으로 예상되며, 이는 전체 보안 시장 규모(247조원)의 11%를 차지하는 규모이다.

특허청(청장 이인실)에 따르면, 포스트-양자 암호 관련 특허출원은 ’11년 이후 연평균 17.3%씩 증가해 10년 만에 4.2배 증가(’11년 52건 → ’20년 219건)한 것으로 나타났다. 

국가별로는 미국이 31.6%로 가장 많았으며, 일본(16.2%), 중국(13.2%)이 그 뒤를 이었고, 우리나라는 10.2%로 4위를 차지했다.

일본의 출원량은 다소 감소하는 경향을 보인 반면, 중국(연평균 43.6%)과 한국(연평균 40.3%)의 출원 증가폭은 상대적으로 높았다.

포스트-양자 암호는 어떠한 수학 문제에 기반하고 있는지에 따라 대략 5종류(격자, 해시, 다변수, 코드, 타원곡선)로 구분되는데, 격자 기반의 암호 방식이 32.0%로 가장 많이 출원되었다. 

우리나라의 격자 기반 기술분야 출원량(’11~’20)은 69건으로 미국(90건)과 일본(76건)에 밀렸지만, 최근 5년간의 출원은 2위(59건)로 1위인 미국(62건)과 근소한 차이를 보였다.

전체 출원을 출원인 유형별로 살펴보면, 전 세계적으로는 포스트-양자 암호 기술 개발은 기업이 주도(80%)하고 있는 반면, 우리나라는 대학(38.8%)과 연구소(10.1%)의 비율이 높은데, 이는 연구개발이 주로 정부 주도로 이루어진다는 의미이다. 

주요 출원인으로는 네덜란드의 1위필립스(73건)가 가장 많은 출원을 했으며, 그 뒤를 2위소니(72건), 3위인텔(63건), 4위IBM(43건), 5위후지쯔(35건) 등이 차지했다.

국내 출원인으로서는 9위크립토랩(25건), 16위삼성(18건), 20위서울대(12건), 23위조선대(11건) 순으로 많은 출원을 했다.

격자 기반 기술분야에서는 4위크립토랩(25건), 6위삼성(14건), 11위서울대(7건), 고려대(7건) 순으로 나타나, 우리 기업·대학의 약진이 더욱 눈에 띈다.

특허청 박재일 인공지능빅데이터심사과장은 “암호 기술은 뛰어난 생각으로 세계적 대기업과 경쟁할 수 있는 분야로 우리 기업과 연구자들이 선전하고 있어 고무적이다”라며, “양자 컴퓨팅이라는 파괴적 기술의 등장으로 차세대 암호 기술 시장이 열리고 있는 지금, 핵심 기술을 확보해 사이버 안보 위협에 대비하고 시장을 선점하기 위한 범국가적 노력이 필요한 시점이다”라고 말했다.

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