국립부경대학교 최필주 교수(컴퓨터·인공지능공학부) 연구팀이 아이씨티케이(ICTK)와 공동으로 양자컴퓨터 시대에 대응하기 위한 공개키암호와 양자내성암호(PQC)를 통합한 하드웨어 엔진 개발에 성공했다.

양자내성암호는 기존 공개키 암호체계가 무력화될 가능성에 대비하기 위한 차세대 암호기술이다. 향후 공공·금융·산업 등 다양한 분야에서 암호체계 전환이 예상되는 가운데, 국제표준 알고리즘뿐 아니라 국내 환경에 맞춘 한국형 양자내성암호까지 지원하는 하드웨어 기술의 중요성도 커지고 있다.

연구팀은 양자보안 팹리스 기업인 아이씨티케이와의 산학협력을 통해 2년여간 연구과제를 진행해 이번 성과를 거뒀다. 이어 아이씨티케이와 향후 2년간 추가 연구과제를 수행하며 개발 기술의 성능 개선과 유지보수, 한국형 양자내성암호 지원 기술 확보에 나선다.

국립부경대 보안시스템반도체연구실의 최필주 교수 연구팀은 2024년 9월부터 아이씨티케이와 2개의 연구과제를 통해 공개키 암호 및 양자내성암호의 하드웨어 구현을 위한 공동연구를 진행해 왔다. 두 과제 모두 연구팀이 암호 엔진 설계를, 아이씨티케이가 설계 요구사항 정의와 보안 검증, 칩 구현 단계의 기능 검증을 맡는 협업 구조로 진행했다. 연구팀은 제한된 하드웨어 자원과 전력 환경에서도 효율적으로 동작할 수 있는 경량·저전력 프로그래머블 암호 엔진 설계에 주력했다.

연구팀은 첫 번째 연구과제로 기존 공개키 암호 방식인 RSA와 ECC를 하드웨어로 구현하는 암호 엔진을 개발한 데 이어, 두 번째 연구과제를 통해 국제표준 양자내성암호 알고리즘인 ML-KEM(키 설정)과 ML-DSA(전자서명)를 하나의 하드웨어에서 통합 지원하는 암호 엔진을 개발했다.

특히 두 번째 연구성과는 서로 다른 암호 알고리즘을 하나의 하드웨어 엔진에서 지원할 수 있도록 구현한 것으로, 알고리즘별로 별도의 하드웨어를 구축해야 하는 부담을 줄이고, 다양한 암호 알고리즘을 유연하게 적용할 수 있는 기반을 마련했다. 공동 개발된 기술은 현재 아이씨티케이의 보안칩에도 적용되고 있다.

연구팀은 기존 개발 성과를 바탕으로 아이씨티케이와 오는 2028년 8월까지 추가 2개의 후속 연구과제 수행에 나선다. 이를 통해 앞서 개발한 암호 엔진의 기능과 성능을 개선하고, 안정적인 활용을 위한 유지보수 기술을 확보하는 것이 목표다. 또한 기존 국제표준 양자내성암호인 ML-KEM·ML-DSA에 한국형 양자내성암호(KpqC)까지 하나의 하드웨어에서 지원할 수 있는 프로그래머블 양자암호 엔진도 개발할 계획이다.

최필주 교수 사진