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자가검증형 양자난수 생성 OTP 암호화 기술

제어 가능한 물리 모델로 양자 난수를 생성하고, 그 통계분포를 이론값과 대조해 신뢰성을 스스로 검증하는 자가검증형 양자난수 생성(QRNG) 기술로, 생성 난수를 일회용 패드(OTP)로 데이터를 암호화해 스마트제조·IoT 보안 플랫폼의 암호키 생성에 적용 가능

CATEGORY정보보안

기술 개요

제어 가능한 물리 모델로 양자 난수를 생성하고, 그 통계분포를 이론값과 대조해 신뢰성을 스스로 검증하는 자가검증형 양자난수 생성(QRNG) 기술로, 생성 난수를 일회용 패드(OTP)로 데이터를 암호화해 스마트제조·IoT 보안 플랫폼의 암호키 생성에 적용 가능

기존 기술	본 기술
기존 QRNG는 엔트로피원의 물리 상태를 명확한 이론모델로 예측·능동제어하기 어려워 편향이 생김	TFD(온도장 이중)·호킹온도 등 물리모델로 회전각을 정해 난수의 통계분포를 능동 제어
오작동·외부 공격이 발생해도 실시간 감지와 신뢰성 보장이 어려움	실측 분포를 이론분포(볼츠만/깁스)와 실시간 비교하는 자가검증으로 이상을 즉시 감지함
계산복잡도 기반 기존 암호(RSA·ECC)는 양자컴퓨터(쇼어 알고리즘)로 무력화될 위험이 있음	고신뢰 양자난수를 OTP로 XOR 암호화해 양자컴퓨터에도 안전한 정보이론적 보안을 제공함

물리모델 능동 제어

유효 온도(T)와 특성 에너지(E)로 회전각을 정해 엔트로피원의 열적 분포를 능동 제어함으로써, 기대되는 난수의 통계적 분포를 이론적으로 명확히 정의함

자가검증 내장 신뢰성

실측 분포를 이론분포(볼츠만/깁스)와 실시간 비교하는 자가검증(self-testing)으로 오작동·외부 교란을 즉시 감지하며, 최소 엔트로피는 NIST SP 800-90B 기준선 7.8 bits/byte를 안정적으로 상회

양자내성 OTP 보안

생성 난수를 일회용 패드(OTP)로 적용해 비트별 XOR 암호화함으로써 양자컴퓨터 공격에도 해독이 원천 불가능한 정보이론적 보안을 구현함

* 특허명세서 기반 AI생성 이미지

(산업 동향) 양자컴퓨터의 기존 암호 위협(쇼어 알고리즘)이 부각되면서, 예측 불가능한 진성 난수를 물리적으로 생성·검증하는 QRNG와 양자내성 보안 수요가 빠르게 늘고 있음
(시장 전망) 글로벌 암호화 소프트웨어 시장은 2026년 228.1억 달러에서 2031년 513.2억 달러로 연평균 17.6% 성장할 전망이며, 직접 시장인 글로벌 양자난수생성기(QRNG) 시장은 2025년 3.9억 달러에서 2030년 39.8억 달러 규모로 매년 59.1%씩 급성장 전망

글로벌 암호화 소프트웨어 시장

단위 : 억 달러

* 출처 : Mordor Intelligence (2026)

세계 양자난수생성기(QRNG) 시장

단위 : 억 달러

* 출처 : The Business Research Company (2026)

구분	기업군	사업 분야	사업분야별 동향
1	대기업	양자암호(QRNG·QKD) 통신	스위스 양자보안 전문기업을 인수하고 세계 최초로 모바일용 QRNG 칩을 상용화해 국내 프리미엄 스마트폰에 탑재함
2	중견	DB보안·데이터 암호화	본 특허 과제(플랫폼 데이터의 권한 및 보안관리 기술)를 수행하며 데이터 암호화 사업을 운영함('24 매출 약 118억원, 코스닥)
3	중소	QRNG 반도체 (팹리스)	방사성 붕괴 기반 독자 QRNG 칩으로 FIPS 140-2 인증을 획득하고, 극한환경용 진성 난수 솔루션 공급과 국방 보안 프로젝트를 추진함

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구분	특허번호	특허명	현재상태
1	10-2025-0133965	양자 난수 생성 장치, 이를 이용한 암호화 장치 및 그 방법들	등록

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# 물리모델 능동 제어# 자가검증 내장 신뢰성# 양자내성 OTP 보안