[Quantum Security]양자 위협의 시작 - RSA·ECC는 왜 무너지는가? | 공개키 암호를 무력화 시키는 쇼어 알고리즘

현대 인터넷 보안의 기반은 RSA, ECC, DH와 같은 공개키 암호(Public-Key Cryptography)에 의존하고 있다.

이 알고리즘들은 지난 40여 년간 금융·통신·모바일·전자서명·국방 등 거의 모든 산업의 표준으로 자리 잡았다.

그러나 이러한 보안 체계는 한 가지 전제 위에 서 있다.

"고전적 컴퓨터에서는 공개키로부터 비밀키를 계산하는 것이 유효한 시간 안에는 불가능하다."

문제는 이제 이 전제가 더 이상 유효하지 않다는 점이다.

양자 컴퓨팅(Quantum Computing)은 기존 암호 체계의 근간을 흔드는 새로운 연산 패러다임이며,

그 중심에는 공개키 암호를 무력화시키는 결정적 알고리즘 ― 쇼어 알고리즘(Shor’s Algorithm)이 존재한다.

1. 기존 암호가 의존해 온 "수학적 어려움(Hard Problem)"은,

• RSA는 소인수분해(Factoring)가 어렵다는 가정에 기반하고,
• ECC는 이산대수 문제(Discrete Logarithm Problem)의 계산 불가능성을 전제로 한다.

즉, 지금까지 암호 기술은 이렇게 설명해 왔다.

"이 문제를 푸는 데는 고전 컴퓨터로 수십억 년이 걸리기 때문에 안전하다."

하지만 이 ‘어려움’은 어디까지나 고전적 컴퓨팅 기준이다.

양자 컴퓨터는 완전히 다른 방식으로 이 문제를 재구성하고 해결한다.

2. 쇼어 알고리즘 — 기존 암호를 무너뜨리는 새로운 수학적 접근

1994년에 발표된 쇼어 알고리즘은 암호학과 컴퓨터 공학 전반을 뒤흔든 혁신적 연구 성과다.

핵심 원리는 다음과 같다.

① 소인수분해를 "주기(r) 찾기 문제"로 변환

소인수분해를 직접 수행하는 대신

• 의 반복 주기 r을 찾으면
• N을 구성하는 소수 p, q를 도출할 수 있다.

② 양자 푸리에 변환(Quantum Fourier Transform, QFT)으로 r을 다항식 시간에 계산

고전적 방식에서는 r을 찾기 위해 방대한 반복 계산이 필요하지만, 

• 양자 중첩(Superposition)
• 간섭(Interference)

를 활용하면,

QFT로 r을 다항식 시간(Polynomial time) 안에 계산 가능하다.

이 지점이 양자 컴퓨터가 기여하는 본질적 차이다.

③ r을 알게 되면 소인은 자동으로 노출

• 
• N과의 최대공약수(GCD)를 계산하면

p와 q가 그대로 드러난다. 이는 고전적 수학에서는 상상하기 어려울 정도로 빠른 속도다.

3. 실제 속도 차이는 어느 정도인가?

결론은 명확하다.

충분한 규모의 qubit 연산능력이 확보되는 순간, 

RSA와 ECC는 모두 붕괴된다.

4. "언제 깨지느냐"보다 중요한 사실 — 이미 공격은 시작되었다.

현재 공격자는 다음과 같은 전략을 사용하고 있다. 

✔️ HNDL(Harvest Now, Decrypt Later)

• 지금 암호화된 트래픽·백업·데이터를 탈취
• 이후 양자 컴퓨터가 실용화되면 일괄 해독
• 정부·국방·의료·금융 데이터는 10~20년 동안 가치가 유지되므로 매우 위험

즉, 양자가 완성되기 전부터 피해는 이미 진행 중이다.

5. 결론 — 모든 산업은 양자 위협의 전환점 위에 서 있다.

오늘날의 산업 인프라는

• 금융
• 통신
• 자동차
• 에너지
• 국방·우주
• 제조·SOC

전 영역에서 RSA/ECC 기반 인증·서명 체계 위에 구축되어 있다.

양자는 이 전제를 무너뜨린다.

따라서, 양자 위협은 단순한 기술 문제가 아니라 산업과 국가의 생존 문제라고 할 수 있다.

다음 Part 2 에서는

• 쇼어 알고리즘 이후의 세계
• 즉, 양자가 실제 산업 구조와 공급망, 인증·키 관리 시스템을 어떻게 무너뜨리는지

현실적 관점에서 살펴본다.

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