국제 표준화 동향 

① NIST 양자내성암호 표준화 

미국 국립표준기술연구소는 2016년부터 양자내성암호 표준화를 위한 프로젝트를 추진해 왔으며, 2024년 8월 최초의 공식 표준(Federal Information Processing Standard, FIPS)을 발표했습니다. 이번에 확정된 표준은 다음과 같습니다. 

이러한 전략은 정부 주도의 중장기적 로드맵 아래, 민관 협력 체계를 통해 실행될 예정이며, 국내 암호 기술의 경쟁력을 강화하고 양자 보안 위협에 대한 선제 대응 기반을 마련하는 데 목적이 있습니다. 

② 국내 양자내성암호 공모전 결과 

과학기술정보통신부와 국가보안기술연구소는 2021년 11월부터 3년간 ‘국가 양자내성암호 알고리즘 공모전’을 운영해 총 16종의 알고리즘을 접수받았으며, 2025년 1월 최종 결과를 발표했습니다. 

전자서명 부문에서는 카이스트(KAIST)의 AIMer와 서울대학교의 HAETAE가, 공개키 암호 및 키 설정 부문에서는 상명대학교의 NTRU+와 서울대학교·국군방첩사령부가 공동 개발한 SMAUG-T가 최종 선정됐습니다. 

이들 알고리즘은 안전성, 효율성, 활용성, 독창성 등 4가지 기준을 중심으로 평가되었으며, 산학연 암호 전문가들로 구성된 평가위원회의 심사를 거쳤습니다. 공모전을 통해 채택된 알고리즘은 향후 국내 표준 제정과 글로벌 표준화 참여를 위한 기반으로 활용될 예정입니다. 

③ 국내 기술 기반 현황 

국내 금융 부문에서는 디지털 금융 및 사이버보안 분야에서 2025년 주목해야 할 10대 이슈 중 하나로 양자컴퓨터에 대한 선제적 대비를 강조하고 있습니다. 

2019년에 발표된 금융 부문 암호기술 활용 가이드라인은 당시 기준의 보안 요구사항과 암호 알고리즘 선택 기준을 제시했지만, 고전 암호체계를 중심으로 구성되어 있어 양자내성암호에 대한 구체적인 대응 전략은 포함하지 못했습니다. 

향후 금융권을 포함한 산업 전반에서는 양자내성암호 적용을 위한 기술 검증, 법·제도 정비, 산업 생태계 조성 등 보다 실질적인 기반 마련이 요구됩니다. 

산업 적용을 위한 고려사항 

① 환경별 알고리즘 선택 전략 

양자내성암호 알고리즘은 조직의 운영 환경과 보안 요구 수준에 따라 전략적으로 선택해야 합니다. 예를 들어, 정부 문서나 의료 기록처럼 장기 보존이 필요한 민감 데이터를 다루는 환경에서는 높은 보안성을 제공하는 SPHINCS+가 적합합니다. 반면, 빠른 인증 속도가 중요한 클라우드 기반 서비스에는 Kyber와 Dilithium의 조합이 효율적인 선택이 될 수 있습니다. 

또한, 계산 자원이 제한적인 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 기기나 모바일 환경에서는 알고리즘의 복잡성을 고려해 Kyber 단독 구성 또는 도입 시기의 전략적 유예가 필요할 수 있습니다. 

② 하이브리드 전환 전략 

양자내성암호의 상용화까지는 시간이 필요한 만큼, 보안성과 안정성이 중요한 산업 분야에서는 하이브리드 암호 방식을 통해 점진적인 전환 전략을 마련하는 것이 바람직합니다. 

하이브리드 방식은 기존 암호 알고리즘과 PQC 알고리즘을 병렬 또는 순차적으로 함께 사용하는 방식으로, 도입 초기 단계에서의 성능 저하나 예기치 않은 오류에 대비할 수 있는 유연한 접근법으로 평가받고 있습니다. 

예를 들어, TLS 통신에서는 ECDHE(Elliptic Curve Diffie-Hellman Ephemeral)과 Kyber를 병렬로 수행해 세션 키를 생성하는 방식이 클라우드플레어(Cloudflare)와 구글의 실험을 통해 효과적으로 검증되었습니다. 

전자서명 분야에서도 RSA와 Dilithium을 함께 적용해 다중 서명 구조를 구현할 수 있으며, 둘 중 하나만 유효하더라도 검증이 가능하도록 설계할 수 있습니다. 또한, 하이브리드 인증서는 기존 공개키와 PQC 공개키를 하나의 인증서에 함께 포함해 기존 시스템과의 호환성을 유지할 수 있는 방식으로 주목받고 있습니다. 

③ 구현 시 고려사항 

양자내성암호의 실제 적용을 위해서는 하드웨어, 소프트웨어, 인증 체계 전반에 걸쳐 다각도의 검토가 필요합니다. 먼저, FPGA(Field-Programmable Gate Array)나 HSM(Hardware Security Module) 등 하드웨어 기반 환경에서의 구현 가능성을 사전에 확인해야 합니다. 또한, 알고리즘별로 제공되는 라이브러리의 지원 여부를 사전에 검토해야 합니다. 

국내 암호모듈 검증제도 또한 변화가 필요합니다. 기존 검증 기준은 고전 암호 알고리즘 중심으로 설계되어 있어, PQC 알고리즘의 적용과 관련한 새로운 인증 기준 마련이 요구됩니다. 

PQC 도입 과정에서는 기존 시스템과의 연동 중 호환성 문제가 발생할 수 있으므로, 이를 사전에 검증할 수 있는 상호운용성 테스트 체계를 갖추어야 합니다. 

앞으로의 과제 

① 기술적 과제 

양자내성암호의 실용화를 위해서는 알고리즘의 성능 최적화가 지속적으로 요구됩니다. 특히 서명 크기나 연산 시간의 개선은 실용성을 높이는 핵심 요소입니다. 하드웨어 지원 측면에서는 FPGA, HSM 등 전용 하드웨어에서의 효율적 구현과 기존 PKI(Public Key Infrastructure) 인프라와의 상호운용성 확보가 중요합니다. 

예를 들어, X.509 인증서 확장, 인증기관(Certificate Authority, CA) 시스템 지원, 온라인 인증 상태 프로토콜(Online Certificate Status Protocol, OCSP), 인증서 폐기 목록(Certificate Revocation List, CRL) 등의 생태계 요소들과도 PQC가 호환되어야 안정적인 도입이 가능합니다. 

② 제도적 과제 

양자내성암호의 안정적인 도입을 위해서는 기술뿐 아니라 제도적 기반 마련도 병행되어야 합니다. 국내암호모듈검증제도(Korea Cryptographic Module Validation Program, KCMVP)와 같은 기존 인증 체계에는 PQC 알고리즘이 포함되어 있지 않아, 이를 반영한 인증 기준 개편이 시급합니다. 또한 금융·공공 부문을 포함한 각 산업 영역에 적합한 PQC 적용 가이드라인을 마련해야 합니다. 전자금융감독규정, 개인정보 보호법 등 현재 운영 중인 법제도 역시 PQC 수용 가능성에 대한 구체적 분석과 필요시 새로운 규제 체계의 도입이 필요합니다. 

③ 산업 생태계 구축 

양자내성암호의 실질적인 확산을 위해서는 실환경에서 알고리즘을 검증할 수 있는 테스트베드 구축이 필요합니다. 금융기관과 PQC 전문 기업 간의 협력을 통해 실제 시스템 환경을 모사한 테스트 인프라를 조성하면, 알고리즘의 성능 벤치마킹, 전환 과정에서의 장애 요인 분석, 호환성 검증 등을 실증적으로 수행할 수 있습니다. 또한, 산업 전반의 지속 가능한 성장을 위해 PQC 전문가 양성 프로그램을 체계적으로 운영하고, 국제 표준화 기구와의 협력을 강화해야 합니다. 

마치며 

양자내성암호로의 전환은 단순한 알고리즘 교체가 아니라, 암호 생태계 전반의 패러다임 전환을 의미합니다. 미국 NIST의 표준화 완료를 기점으로 기술적 기반은 마련되었으며, 이제는 실무 적용과 제도적 뒷받침에 본격적으로 집중해야 할 시점입니다. 

특히 한국은 세계 최고 수준의 디지털 금융 인프라를 바탕으로 PQC 전환을 선도할 수 있는 여건을 갖추고 있습니다. 정부의 마스터플랜과 국내 암호 알고리즘 개발 성과를 기반으로, 체계적이고 단계적인 전환 전략을 마련한다면 양자컴퓨터 시대의 보안 위협에 선제적으로 대응할 수 있을 것입니다. 

양자컴퓨터의 도래는 위기이자 기회입니다. 지금부터 철저히 준비해 나간다면, 우리는 더욱 안전하고 신뢰할 수 있는 디지털 환경을 구축할 수 있습니다. 

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