[IT 톺아보기] 양자 컴퓨터로도 뚫기 어려운 암호 알고리즘

수학난제 기반 국산 암호 알고리즘, 양자컴퓨터 공격에도 안전
AI 활용해 신약 개발 초기 단계 1년~2년→10주로 단축
수소 연료 전지 촉매 이리듐, 적게 쓰고 효율 높인 기술 개발

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[오피니언뉴스=김상혁 기자] 국내 연구진이 양자 컴퓨터로도 뚫지 못하는 수학난제 기반 암호 알고리즘을 개발했다고 합니다. 거의 외국 암호에 기대고 있는 국내 상황에서 차세대 국산 암호 알고리즘으로 활용될 가능성이 보입니다.

◆ 양자 컴퓨터도 못 뚫는 암호 알고리즘

국가수리과학연구소(수리연)는 심경아 박사의 암호기술연구팀이 양자컴퓨터를 이용한 공격에도 안전한 공개키 암호 알고리즘 '다변수 이차식 문제를 기반으로 한 암호 알고리즘'을 개발했다고 밝혔습니다.

해당 알고리즘은 다변수 이차식 연립방정식을 기반으로 합니다. 해당 방정식의 해를 구할 수 없으면 사용자의 전자서명값을 위조할 수 없게 설계됐다는 것이 수리연의 설명입니다.

양자컴퓨팅 기술인 '쇼어 알고리즘'은 소인수분해 및 이산대수 문제를 실시간으로 풀 수 있습니다. 하지만 새로 개발한 알고리즘은 기존의 공개키 암호 알고리즘(RSA, ECDSA 등)과 달리, 소인수분해 및 이산대수 방정식에 근간을 두지 않아 '쇼어 알고리즘'을 적용할 수 없다고 합니다.

이번 개발 기술은 저성능 CPU에서도 빠른 암호를 구현할 수 있습니다. 덕분에 비교적 성능이 낮은 CPU가 탑재되는 경량 사물인터넷(IoT)기기에도 적용가능합니다. 또 해당 기술을 8-비트(bit) 수준의 CPU기기에 적용해보니 공개키 암호 속도가 국제표준보다 30배 이상 빨라졌다는 게 수리연의 설명입니다.

현재 공개키 암호를는 거의 외산암호에 의존하고 있는 상황입니다. 때문에 이번 연구는 인증, 무결성, 부인방지 기능을 제공하는 우수한 국산 공개키 암호 원천기술을 확보했다는데 의의가 있다고 합니다.

강재우 고려대 컴퓨터학과 교수(왼쪽), 이은주 엘마이토 테라퓨틱스 상무, 홍용래 부사장, 이휘성 대표. 사진제공=고려대학교

◆ AI로 신약 개발 기간 대폭 축소

신약 개발에는 수년간의 연구와 임상시험을 거쳐야 합니다. 적지 않은 시간이 걸리지만 국내 연구진이 AI를 활용해 획기적 기간을 줄이는 기술을 개발했다는 소식입니다.

고려대는 강재우 컴퓨터학과 교수팀이 AI 기술을 활용해 중증 신경질환 치료제 선도물질을 10주 만에 도출했다고 밝혔습니다.

선도물질은 질병을 제어할 수 있는 신약 후보 물질을 뜻하며, 신약 개발 초기 단계에는 신약의 후보 물질들의 구조적 유사성을 찾아 후보를 좁혀 나가는 과정인 '신약물질 도출' 과정을 거칩니다.

이는 일반적으로 1년~2년 걸리는 단계입니다. 세포에 존재하는 수많은 단백질 중 질병 원인 단백질을 찾아야하고, 여기에 맞춘 설계를 하고, 해당 설계 약물이 세포에 어떤 영향을 미치는지 파악하는 과정입니다.

그런데 이번에 개발된 기술을 통해 10주로 단축할 수 있게 됐습니다. AI로 설계 초기부터 세포 내 유전자 수준에서 약물 효과 예측을 분석하기 때문입니다. 자체적으로 만든 AI 플랫폼을 통해 약물을 도출하는 데 2주가 걸렸고 세포수준에서 저해활성 결과까지 확인하는데 8주가 소요됐다는 것이 강 교수팀의 설명입니다.

강 교수는 "지난 4년간 국제대회를 통해 공인받은 기술들을 묶은 AI 신약개발 플랫폼이 이번 성공 사례를 통해 어느 정도 검증이 됐다"며 "추후 신약개발 바이오벤처인 엘마이토 테라퓨틱스의 후보물질 최적화 기술과 시너지를 발휘해 중증 신경질환에 성공적인 신약을 개발할 수 있을 것"이라고 기대했습니다.

이중도금 전극 제조방식(오른쪽 위)과 기존 전극 제조방식. 사진제공=KIST

◆ 더싸고 효율도 나아진 수소 연료전지 촉매 기술

수소 연료 전지는 친환경이라는 장점이 있습니다. 하지만 연료전지의 필수 촉매로 사용되는 이리듐이 고가의 희귀금속이라 상용화에 걸림돌이 됐는데요. 국내 연구진이 이리듐 촉매의 함량을 줄이면서도 효율도 나은 기술을 개발했습니다.

한국과학기술연구원(KIST)는 수소·연료전지연구단의 박현서 박사팀이 서울대 공동 연구진과 함께 '이중도금 전극 기술'을 개발했다고 밝혔습니다.

일체형 재생연료전지는 물을 전기분해 해 수소를 얻는 장치와 전기를 만드는 연료전지를 합친 전지입니다. 태양광·풍력 발전 등에서 생산한 뒤 남은 전기를 이용, 물을 전기분해해 수소 연료를 생산·저장할 수 있는데요. 하지만 수소 생산에 드는 이리듐이 고가입니다.

연구팀은 이리듐의 양을 줄이기 위해 이중도금 방식을 사용했습니다. 촉매 층 밑 전극 바닥에 백금을 볼록한 반원 모양으로 도금한 촉매 지지체를 만들고, 그 위에 이리듐 촉매를 형성하는 기술입니다.

이를 통해 이리듐 사용량을 80%나 줄이는데 성공했습니다. 이와 함께 활성 표면적이 기존 단일도금 전극의 2.5배 이상 증가했고, 기존 스프레이 전극과 비교해 촉매 담지량 당 전류밀도((A/mgIr)가 56배 향상됐다고 연구팀을 설명했습니다.

박현서 박사는 "귀금속 함량이 낮으면서도 성능과 안전성이 우수한 이중도금 기술 전극이 일체형 재생 연료전지뿐 아니라 여러 친환경 연료전지 분야에서도 폭넓게 응용되기를 기대한다"고 말했습니다.

김상혁 기자 다른기사 보기