SK텔레콤과 삼성전자가 지난달 출시한 세계 최초 양자보안 스마트폰 '갤럭시A퀀텀'이 국내 5G 중저가 스마트폰 판매량 1위를 기록하며 인기를 끌고 있다.

이름에서도 알 수 있듯 이 스마트폰의 차별점은 '양자보안'이다.

이를 가능하게 하는 것은 가로·세로 2mm 크기 내외의 QRNG(Quantum Random Number Generator, 양자난수생성) 칩셋이다. 이 칩셋이 일회용 비밀번호(OTP)로 쓰는 초당 2천개의 난수를 생성하면, 갤럭시A퀀텀 내 SK페이 등 서비스에서 기존 비밀번호와 함께 이중 보안을 제공한다.

▲ QRNA 칩셋

이 칩셋의 원천이 되는 기술은 SK텔레콤의 양자보안 자회사인 IDQ가 제공했지만, 설계는 국내 팹리스(반도체 설계 전문) 강소기업인 비트리가 맡았다. 국내 대기업과 소·부·장(소재·부품·장비) 업체의 협력이 이뤄낸 성과인 셈이다.

11일 비트리 김희걸 CTO는 경기 성남 비트리에서 기자들과 만나 "모바일에 들어갈 만한 칩셋을 만들기 위해 2년 동안 사이즈를 8.5x8.5mm에서 2.5x2.5mm로 줄였다"며 "칩셋을 통해 순수 난수를 생성하기 위한 테스트만 100만번을 거쳤다"고 설명했다.

그전에도 양자 난수를 생성하는 기술은 있었지만, 이를 모바일에 탑재할 칩셋으로 구현하는 일은 세계 최초였다. 사이즈를 줄이는 것부터 고온 다습에 견디는 패키징 재료를 찾아내는 것, 순수 난수를 증명하는 것 등 모든 과정이 만만치 않은 과제였다.

IDQ의 원천기술은 난수를 생성하는 여러 원천 중 하나인 '빛'을 이용해 난수를 만들어낸다.

이 경우 순수 난수를 만들기 위해서는 칩셋 내 LED 광원부에서 방출되는 빛이 CMOS 센서(렌즈를 통해 들어온 빛을 전기 신호로 바꾸는 장치)의 각 픽셀에 골고루 잘 도달하는 것이 관건인데, 비트리가 최적의 LED 광원부 빛 방출 세기와 CMOS 이미지센서의 픽셀 각도를 찾아내는 데만 6개월이 걸렸다.

비트리는 또 제3자가 칩셋을 물리적으로 해킹하는 것을 막기 위해 칩셋 내부에 부품별로 다른 전압을 공급하는 멀티 전원, 내부 데이터 접근 차단 기능 등을 적용했다.

SK텔레콤과 IDQ는 갤럭시A퀀텀 출시 성과를 바탕으로 비트리와의 협력을 삼성전자 외 다른 제조사의 스마트폰, IoT(사물인터넷) 기기, 자동차 등으로 넓힐 계획이다.

스마트폰 분야에서도 구글·스마트폰 제조사·앱 개발사와의 협력해 단말 내 모든 앱에서 양자 암호를 사용할 수 있게 할 예정이다. 현재는 단말 내 T아이디 이중 로그인, SK페이 생체인증 보호, 블록체인 모바일전자증명 서비스 '이니셜(initial) 등 3가지 서비스에서만 양자암호를 사용할 수 있다.

IDQ 엄상윤 한국지사장은 "갤럭시A퀀텀은 양자 기술이 우리 생활에 적용된 첫 케이스이고, 곧 자동차, 은행 거래, 블록체인에도 양자 기술이 들어오게 될 것"이라고 전망했다.

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