⊙ James Glanz ⊙ 전통적으로 암호를 해독하는 일을 해온 언어학자나 수학자, 해커들은 양자 암호학이라는 멋진 이름을 가진 새로운 기술에 의해 설자리를 잃게 될 것이다. 보통의 암호생성 시스템은 암호 해독키를 가진 수신자만이 암호를 해독할 수 있게 하는 암호 메시지를 사용하고 있다. 양자 암호문에서는 암호를 해독하려는 사람에게 단서가 될만한 어떤 패턴도 들어있지 않은 랜덤 코드를 사용한다. 더 중요한 것은 암호를 전송하는 사람들이 자신들의 정보가 중간에 해킹 당할 수도 있다는 두려움 없이 자료를 전송할 수 있게 된다는 것이다. 결과는 어떨까? 과거엔 상상도 못할 정도로 안전하게 비밀 자료들을 전송할 수 있는 자유로운 정보흐름의 세계가 실현될 것이다. 미래학자들에게 있어 양자 암호학의 발전은 개인의 사생활에 대해서 완벽한 해결책으로 인식되고 있다. ⊙ 양자 암호학은 지금까지 개발된 어떤 도청장치나 컴퓨터보다도 강력하다. 해독 불가능한 특성은 이상하지만 잘 알려진 양자 세계의 특성에서 나온다. 양자세계에서는 단지 관측하는 행위조차도 돌이킬 수 없는 변화를 불러온다. 양자역학의 세계에서 어떤 시스템을 측정하는 것, 구체적으로 광섬유 속을 지나가는 암호화된 빛의 펄스를 측정하는 행위는 펄스 자체를 변화시켜 이 신호가 도청 당하고 있다는 사실을 즉각적으로 알 수 있도록 해준다. ⊙ 보통의 통신에서 사용되는 펄스는 비교적 밝으며 엄청난 수의 광자가 포함되어 있다. 스파이들은 아무도 모르게 펄스로부터 약간의 빛을 빼낼 수 있다. 하지만 양자 암호화된 빛은 매우 미세해서 광자는 케이블을 통해 하나씩 전송된다. 만일 중간에서 스파이에 의해 간섭을 받았다면 이 빛은 전혀 다른 형태가 돼서 수신자에게 도달하게 되는 것이다. ⊙ 이 시스템을 사용하면 두 은행 지점간에 실제로 작업 자료를 전송할 필요가 없어진다. 두 지점은 미세한 레이저를 이용해서 그들만이 알고 있는 기다란 난수열을 이용해서 직접 작업을 할 수 있다. 그러한 숫자들은 암호화된 디지털 버전의 자료처리 코드로 작용하게 될 것이다. 암호화된 형태는 모든 종류의 통신 라인을 통해서 전송될 수 있다. ⊙ 암호학자들은 1920년에 이미 한 번만 사용된 완전한 랜덤 코드는 해독 불가능하다는 것을 알고 있었다. 코드 자체는 의미 있는 정보가 될 수 없다. 이것은 단지 의미 없는 수열일 뿐이다. 하지만 진짜 메시지가 더해지면 또 하나의 의미 없는 수열이 만들어진다. 여기에서 코드가 제거되면 실제 정보가 나타나게 되는 것이다. ⊙ 양자 시스템을 작동하게 하는 한 가지 방법은 하나의 광자를 똑같은 특성을 갖는 두 개의 광자로 만들어 내는 특수 크리스탈을 사용하는 것이다. 이렇게 분리된 상태는 코드 전송자와 수신자(전통적으로 앨리스와 밥이라고 불림)가 같은 코드를 생성할 수 있도록 해준다. ⊙ 이것이 어떻게 가능할까? 가장 많은 사람들이 선호하는 방법은 광자의 편광을 이용하는 것이다. 태양빛 아래서 선글라스를 끼면 당신은 수평과 수직, 두 가지 방향으로 편광된 빛을 보게 된다. 하지만 광자들이 편광되었다는 사실은 실제로 측정이 이루어지기 전에는 알 수 없다. 크리스탈을 통과하는 광자들의 극성은 어떤 경우에는 수직이고 어떤 경우에는 수평이다. 코드를 만드는 사람들이 완벽한 코드를 만들 수 있는 것은 이러한 랜덤한 특성 덕분이다. ⊙ 코드를 만들기 위해서 앨리스(전송자)는 크리스탈에 하나의 광자를 발사한다. 그리고 밖으로 나오는 두 개의 광자 중 하나를 잡는다. 그녀는 나머지 하나를 밥(수신자)에게 보낸다. 두 사람은 뒤쪽에 놓아둔 편광 선글라스와 같은 검출기를 이용해서 광자를 검출할 것이다. 각각의 검출기는 불규칙적인 순서에 의해 수직과 수평으로 배열된다. 그러면 앨리스와 밥이 하나의 광자에 대해서 둘 다 같은 생각을 한 경우에만 광자를 검출할 수 있게 된다. ⊙ 수없이 많은 광자에 대해서 이러한 작업을 반복한 뒤에 앨리스와 밥은 그들이 검출한 것에 대해 의견을 교환 할 것이다. 광자들은 동일한 것이기 때문에 그들이 동시에 관측했다는 것은 동일한 편광 시스템을 사용했다는 것을 의미한다. 그들의 결과를 비교할 때 앨리스와 밥은 그들의 설정이 어떻게 되어 있었는지를 밝힐 필요가 없다. 그들은 단순히 각각의 수직편광된 광자에 대해서는 0을 주고 수평편광된 광자에 대해서는 1을 주면 되는 것이다. ⊙ 앨리스와 밥만이 실제의 세팅을 알고 있다. 만일 도청자가(대개 이브로 불린다) 몇 개의 광자를 가로챘다면 앨리스와 밥은 그들의 측정 결과를 비교함으로써 이브의 도청을 쉽게 확인할 수 있을 것이다. 만일 그들의 수평, 수직 검출이 정확히 일치하지 않는다면 양자시스템은 중간에서 도청을 당했다는 것을 의미하고 앨리스와 밥은 이 코드를 버리게 될 것이다. ⊙ 몇몇 암호학 전문가들은 역사가 증명해 주듯이 정보는 암호가 해독된 이후에도 잘못된 코드를 사용하거나 정보를 팽개치게 되면 유출될 수 있다고 지적하면서 양자 암호학을 의심의 시선으로 바라보고 있다. 더욱이 이 방법을 실험하고 있는 로스알라모스 국립 연구소의 Richard Hughesqkr사와 Geneva 대학교의 Nicolas Gisin 박사는 미세한 레이저 펄스를 이용해서 단지 30킬로미터 거리까지만 코드를 전송할 수 있었다. ⊙ 하지만 양자 암호학이 10년쯤 후에 사용될 수 있는 가능성은 충분하다. 대부분의 최신 기술이 그렇듯이 이 기술도 처음에는 권력을 가진 곳이나 재력이 있는 곳에서 사용될 것이다. 물론 실용화가 되고 나면 모든 사람들이 사용할 수 있을 것이다. 그렇게 되면 전자메일, 신용카드 번호, 재정보고서와 같은 개인 정보들은 정확한 위치에 도달할 것이고 개인의 사생활은 완벽하게 보호될 것이다. - (ch_ahn@hanmail.net) |
