빛을 이용해 데이터를 전송하는 '우주 암호화'

 

양자 컴퓨터는 언젠가 암호화를 깨부술 것,

하지만.

 

데이터를 빛 입자로 변환하고 수천 개의 인공위성을 사용하여 전송하는 것

이 문제를 해결할 수 있는 한 가지 방법이 될 수도.

 

 

양자 컴퓨터 (AI 생성 이미지)

 

과학자들은 데이터를 빛 입자로 변환하여 인공위성을 통해 전 세계로 전송함으로써 암호화된 메시지가 초강력 양자 컴퓨터에 의해 가로채지는 것을 방지할 수 있다고 주장합니다.

 

현재 메시징 기술은 종단 간 암호화를 포함한 수학적 또는 암호학적 보호 방법에 의존하고 있습니다. 이 기술은 기업, 정부, 군대뿐만 아니라 WhatsApp에서도 민감한 데이터를 가로채지 못하도록 보호하기 위해 사용됩니다.

 

암호화는 발신자와 수신자만 데이터 잠금을 해제하는 데 사용할 수 있는 알고리즘과 키를 사용하여 데이터나 텍스트를 말도 안 되는 것처럼 보이게 스크램블링하는 방식으로 작동합니다. 이러한 알고리즘은 이론적으로는 해독할 수 있습니다. 하지만 알고리즘은 매우 복잡하게 설계되어 있어 아무리 빠른 슈퍼컴퓨터라도 데이터를 읽을 수 있는 형태로 변환하는 데 수백만 년이 걸릴 수 있습니다.

 

양자 컴퓨터는 방정식을 바꿉니다. 이 분야는 아직 초기 단계이지만 과학자들은 이러한 컴퓨터가 언젠가는 암호화 알고리즘을 쉽게 깰 수 있을 만큼 강력해질 것이라고 예측합니다. 기존 컴퓨터는 순차적으로만 연산을 처리할 수 있는 반면 양자 컴퓨터는 사용하는 큐비트 수에 따라 기하급수적으로 더 많은 연산을 병렬로 처리할 수 있기 때문입니다.

 

양자 컴퓨터가 언젠가 암호화를 무용지물로 만들지 않을까 우려하는 과학자들은 민감한 통신을 보호하기 위한 새로운 기술을 제안하고 있습니다. '양자 암호화'로 알려진 한 분야에서는 암호화를 뚫는 양자 컴퓨터로부터 데이터를 보호할 수 있는 시스템을 구축하는 것이 포함됩니다.

 

IBM에 따르면 데이터를 스크램블하고 안전하게 유지하기 위해 알고리즘에 의존하는 기존 암호화와 달리 양자 암호화는 양자역학의 기묘한 특성 덕분에 안전할 수 있다고 합니다.

 

예를 들어, 1월 21일에 발표된 논문에서 과학자들은 빛의 입자인 광자를 사용하여 대규모 위성 네트워크를 통해 데이터를 전송하는 'Quick3'라는 임무를 설명합니다.

 

"보안은 개별 빛 입자로 인코딩된 후 전송되는 정보를 기반으로 합니다."라고 TUM의 양자 통신 시스템 공학 교수이자 논문의 공동 저자인 토비아스 보글은 성명에서 말했습니다. "물리학 법칙은 이 정보를 추출하거나 복사하는 것을 허용하지 않습니다."

 

그 이유는 양자 시스템을 측정하는 행위 자체가 그 상태를 변화시키기 때문입니다.

 

"정보를 가로채면 빛 입자의 특성이 바뀝니다."라고 그는 덧붙였습니다. "이러한 상태 변화를 측정할 수 있기 때문에 전송된 데이터를 가로채려는 시도는 향후 기술 발전과 관계없이 즉시 인식할 수 있습니다."

 

그러나 기존의 지구 기반 양자 암호화의 문제는 최대 수백 마일에 불과한 장거리 데이터 전송에 있다고 TUM 과학자들은 성명서에서 밝혔습니다. 빛은 이동하면서 산란하는 경향이 있고 광섬유 케이블을 통해 이러한 빛 신호를 복사하거나 증폭할 수 있는 쉬운 방법이 없기 때문입니다.

 

과학자들은 또한 얽힌 입자에 암호화 키를 저장하는 실험을 진행했는데, 이는 두 입자가 아무리 멀리 떨어져 있어도 데이터가 시공간에 관계없이 본질적으로 공유된다는 것을 의미합니다. 예를 들어, 2020년의 한 프로젝트에서는 700마일(1,120km) 떨어진 두 개의 지상국 간에 '양자 키 분배'(QKD)를 시연했습니다.

 

그러나 광자를 전송할 때 6마일(10km) 이상의 고도에서는 대기가 너무 얇아 빛이 산란되거나 흡수되지 않으므로 신호가 더 먼 거리까지 확장될 수 있습니다.

 

Quick3 시스템에는 위성을 만드는 데 필요한 구성 요소를 포함하여 이러한 방식으로 데이터를 전송하는 전체 시스템이 포함됩니다. 연구팀은 이미 지구에서 각 구성 요소를 테스트했습니다. 다음 단계는 우주에서 시스템을 테스트하는 것이며, 2025년 위성 발사가 예정되어 있습니다.

 

연구팀은 양자 통신 시스템이 완전히 작동하려면 수백, 수천 개의 위성이 필요할 것이라고 말했습니다.

 

 

 

 

출처.

Future quantum computers will be no match for 'space encryption' that uses light to beam data around — with the 1st satellite