실제 환경에서 양자 디지털 결제 시스템 시연

과학자들이 블록체인이 아닌 양자 기술을 활용한 양자 디지털 지불 기술을 시연했다.

현대 암호화 기술과 양자 빛의 기본 속성을 결합하면 지불 결제 위한 무조건적인 양자 보안 시스템을 설계할 수 있다는 연구 결과다.

실제 환경에서 이러한 “양자-디지털 지불(quantum-digital payments)” 시연이 Nature Communications에 게재됐다.

디지털 결제는 일상 생활의 여러 측면에서 실제 지폐를 대체했다. 지폐와 유사하게 사용하기 쉽고 고유하며 변조 방지 및 추적이 불가능해야 하지만 추가로 디지털 공격자와 데이터 침해에 견딜 수 있어야 한다.

오늘날의 결제 생태계에서 고객의 민감한 데이터는 일련의 난수로 대체되며 각 트랜잭션의 고유성은 고전적인 암호화 방법 또는 코드로 보호된다. 그러나 강력한 계산 리소스를 가진 적과 상인은 이러한 코드를 해독하고 고객의 개인 데이터를 복구할 수 있으며 예를 들어 그들의 이름으로 결제를 할 수 있다.

오스트리아 비엔나 대학 Philip Walther 교수가 이끄는 연구팀은 빛 입자 또는 광자의 양자 속성이 디지털 지불에 대한 무조건적인 보안을 보장할 수 있는 방법을 제시했다.

실험에서 연구원들은 각 거래가 악의적인 당사자에 의해 복제되거나 우회될 수 없으며 사용자의 민감한 데이터가 비공개로 유지된다는 것을 입증했다. 빛의 양자 속성이 우리 일상 생활과 관련된 디지털 결제와 같은 새로운 응용 프로그램을 보호하는 데 어떻게 사용될 수 있는지 보여준 실험이다.

절대적인 보안 디지털 지불을 가능하게 하기 위해 과학자들은 고전적인 암호화 기술을 단일 광자를 이용하는 양자 프로토콜로 대체했다. 전통적인 디지털 결제 거래 과정에서 클라이언트는 결제 제공업체(예: 은행 또는 신용 카드 회사)와 암호라고 하는 기존 코드를 공유한다.

이 암호는 고객, 판매자 및 지불 제공자 간에 전달된다. 시연된 양자 프로토콜에서 이 암호는 지불 제공자가 특별히 준비된 단일 광자를 클라이언트에게 보내도록 함으로써 생성된다.

지불 절차의 경우 클라이언트는 이러한 광자를 측정하며 측정 설정은 거래 매개변수에 따라 달라진다. 빛의 양자 상태는 복사할 수 없기 때문에 트랜잭션은 한 번만 실행할 수 있다. 이것은 의도된 지불의 편차가 지불 제공자가 검증한 측정 결과를 변경한다는 사실과 함께 이 디지털 지불을 무조건 안전하게 만든다.

연구원들은 비엔나 시내에 있는 두 개의 대학 건물을 연결하는 641m 도시 광섬유 링크를 통해 양자 디지털 결제를 성공적으로 구현했다. 디지털 결제는 현재 몇 초 안에 작동한다.

논문의 주 저자인 Peter Schiansky는 “현재 우리의 프로토콜은 트랜잭션을 완료하는 데 몇 분의 양자 통신이 필요하다. 이는 노이즈와 손실이 있는 경우 보안을 보장하기 위한 것”이라고 밝혔다.

Matthieu Bozzio는 “이러한 시간 제한은 기술적인 특성일 뿐”이라며 “가까운 미래에 양자 디지털 결제가 실제 성능에 도달하는 것을 목격하게 될 것”이라고 말했다.