포스트 양자 암호화란 무엇인가요?

RSA 및 타원 곡선 암호화와 같은 공개 키 암호화를 해독할 수 있는 양자 컴퓨터는 아직 등장하지 않았지만, 기술이 성숙되면 여전히 현재의 보안 문제에 실질적인 영향을 미칠 수 있습니다. 오늘날 가장 정교한 공격자들은 귀하의 암호화된 통신을 지금 가로채서 보관함에 보관한 다음, 이를 해독할 수 있을 만큼 강력한 양자 컴퓨터가 나올 때까지 기다리는 "지금 수집하고 나중에 복호화"라는 전략을 실행하고 있습니다.

의료 기록, 법률 서신, 개인 서신 등 귀하가 오늘 보내는 민감한 내용은 나중에 위험에 처할 수 있습니다. 인터넷 전체에서 암호화를 교체하는 데는 수년이 걸리기 때문에, 위협이 실현되기 훨씬 전에 양자 내성 알고리즘으로의 전환이 이루어져야 하는 이유가 바로 여기에 있습니다.

오늘날 대부분의 공개 키 암호화는 두 개의 큰 소수를 곱하는 것(쉬움)과 그 결과를 다시 소인수분해하는 것(어려움)의 대비처럼, 한 방향으로는 쉽고 반대 방향으로는 어려운 수학적 문제에 의존합니다.

양자 컴퓨터용으로 설계된 쇼어 알고리즘(새 창)은 바로 그러한 난이도를 공격합니다. 이는 오늘날 암호화된 이메일, TLS 및 VPN(새 창)의 근간이 되는 RSA 및 타원 곡선 암호화(Curve25519 포함)를 약화시킬 것입니다.

필요한 수백만 개의 물리적 큐비트로 확장하는 것은 그 어떤 기관도 해결하지 못한 엄청난 엔지니어링 과제입니다. 그러나 대부분의 전문가는 암호학적으로 의미 있는 양자 컴퓨터의 등장은 시기의 문제이지,  가능 여부의 문제가 아니라고 믿습니다. 예상 시기는 십 년에서 수십 년까지 다양합니다. 이러한 불확실성 때문에 바로 지금 포스트 양자 암호화로의 전환을 시작해야 합니다.

포스트 양자 암호화(PQC)는 기존 컴퓨터와 양자 컴퓨터 모두에 대해 안전하도록 설계된 차세대 암호화 알고리즘입니다. 양자 키 분배(특수 하드웨어가 필요함)와 달리, PQC 알고리즘은 일반 컴퓨터에서 실행되며 소프트웨어 업데이트를 통해 배포될 수 있습니다. 즉, 새로운 인프라 없이도 오늘날의 취약한 알고리즘을 대체할 수 있음을 뜻합니다.

2024년, 미국 국립표준기술연구소(NIST)는 최초의 PQC 표준을 확정했습니다. 주요 후보 알고리즘은 격자 문제를 기반으로 하며, 이는 쇼어 알고리즘으로 속도를 높일 수 없는 다른 범주의 수학입니다. 큰 정수를 인수분해하는 것과 달리, 격자 문제의 난이도는 양자 공격을 받아도 콜랩스하지 않는 것으로 알려져 있습니다.

표준화되고 널리 배포된 포스트 양자 암호화는 아직 새로운 기술이며, RSA 및 타원 곡선 암호화처럼 수십 년에 걸친 대중의 검증을 거치지 않았습니다. 가장 안전한 접근 방식은 하이브리드 암호화입니다. 즉, 기존 알고리즘 위에 포스트 양자 알고리즘을 중합하는 것입니다. 공격자가 두 가지를 동시에 해독하지 않는 한 귀하의 데이터는 보호되며, 이를 위해서는 양자 컴퓨팅과 기존 컴퓨팅 모두에서 획기적인 발전이 필요합니다.

2026년 오월, 모든 요금제에서 사용할 수 있는 포스트 양자 보호 기능이 Proton Mail에 출시되었습니다. 활성화되면 Proton Mail은 새로운 암호화된 이메일에 사용할 포스트 양자 대비 키를 생성하여, 오늘날의 위협과 미래의 양자 컴퓨터 모두로부터 귀하의 메시지를 보호합니다.