영국에 기반을 둔 스타트업 Arqit은 2년 안에 위성을 발사해 전 세계에 깨지지 않는 양자 네트워크 제공을 목표로 했다.
최근 미국 국방 대기업 노스롭 그루먼(Northrop Grumman)과 영국 통신 업체 BT와의 협력을 발표한 Arqit은 버진 오빗(Virgin Orbit)의 LauncherOne을 통해 2023년 영국의 스페이스포트 콘월에서 두 개의 양자 키 분배 위성을 발사하는 것을 목표로한다.
양자 키 분배(QKD)는 빛의 기본 입자 인 광자의 양자 특성을 사용하여 통신을 보호하기 위해 두 당사자가 공유 할 수있는 비밀 키를 암호화하는 보안 통신 기술이다. 통신을 도청하려는 시도가 광자의 상태를 변경하고 키를 파괴하기 때문에 해킹할 수 없는 것으로 간주되는 이 기술은 이미 광섬유 케이블에서 작동하지만 신호가 점차 약해짐에 따라 약 100km (60 마일)의 비교적 짧은 거리에서만 작동한다.
Arqit에 따르면 광섬유의 문제는 약 300km(186 마일) 이상에서 일부 양자 정보를 전송할 수 있지만 초당 약 1비트 미만으로 얻을 수 있다. 초당 메가 비트 또는 기가비트 단위 QKD를 수행하려면 유일한 해결책은 위성을 사용하는 것이다.
우주 진공 상태에서 정보를 전달하는 광자는 수백 마일의 거리를 쉽게 이동할 수 있다. Arqit QKD 위성과 같이 고도 430마일(700km)에서 궤도를 도는 위성은 “지구까지 양질의 전송”을 제공할 수 있다.
이전에 중국 연구자들은 실험용 우주선 인 Micius를 사용하여 아시아와 유럽 3곳 사이에 양자 암호화 키를 성공적으로 전송했다.
업체에 따르면 2023년 출시 예정인 두 위성은 Arqit 솔루션의 일부다. Arqit은 이미 이전의 양자 키 배포 문제를 해결하는 특수 소프트웨어를 사용하여 광섬유 케이블을 통해 지역 상용 양자 키 배포 서비스를 제공하고 있다.
보낸 사람과 받는 사람 간의 인프라를 신뢰할 수 없는 상황에서 양자 암호화 키는 해킹 될 수 있으므로 디지털 암호화의 일반 1과 0으로 변환할 수 없다.
그것은 더 큰 광섬유 QKD 네트워크에서 일어나는 일이다. 광섬유 내부에서 점차 약화됨에 따라 약 60 마일(100km)마다 양자 신호를 활성화해야 한다. 또한 위성에서 양자 형태로 키를 받은 후 기기에 키를 저장할 때 발생한다.
위성은 양자 암호화 키를 기기에 저장하지 않고 수신자에게 즉시 전송할 수 있다. 그러나 그것은 위성이 발신자와 수신자를 동시에 중계하기 때문에 특정 거리에서만 작동한다. Arqit과 같은 지구 저궤도 위성의 경우 그 거리는 약 430마일(700km)에 불과하다.
인터넷 트래픽을 암호화하는 널리 사용되는 프로토콜 ‘SSL’을 개발한 Taher Elgamal 등 암호화 전문가가 참여하는 Arqit은 완전히 새로운 양자 키 배포 프로토콜 특허를 획득했다.
Arqit의 위성은 660 파운드(300 킬로그램)이며 각각은 “표준 구성 요소”를 기반으로 설계됐다.
인공위성은 지구 극 위의 궤도인 태양 동기 궤도로 지구를 돌게 된다. 이 궤도는 매일 같은 현지 시간에 지구상의 모든 지점을 위성으로 이동한다. 각 위성이 하루에 세 번 전 세계 모든 곳을 재방문하여 양자 암호화를 전송한다.
정보를 Arqit 데이터 센터의 접지 터미널에 전달하여 보안 소프트웨어 프로토콜을 사용하여 사용자에게 배포한다.
QKD는 전 세계 보안 연구원의 의제에서 높은 순위를 차지하고 있다. 현재 컴퓨터의 증가하는 데이터 처리 능력은 기존의 디지털 암호화 키를 더욱 취약하게 만든다. 방대한 양의 병렬 계산을 수행할 수있는 초강력 양자 컴퓨터의 출현은 기존 디지털 암호화에 위협으로 다가온다.
올해 5 월 캐나다와 영국의 연구팀은 2022 년 이후 양자 암호화 및 과학 위성 (QEYSSat)에서 테스트 할 실험적인 QKD 페이로드를 개발한다고 발표했다. 연구원들은 대서양을 사이에 두고 지상 간에 양자 암호화 키를 전송하는 것을 목표로 한다.
