연방정부 조달에 양자내성암호(PQC) 통합하기

Steve Wallace연방 부문 필드 CTO | F5

2030년이 Q-Day의 유력한 도래 시점으로 거론된 지 최소 2년이 지났으며, 그동안 양자 컴퓨팅은 엄청난 속도로 발전해 왔습니다. Q-Day가 실제로 언제 도래하는지는 생각만큼 중요하지 않을 수 있지만, 데이터 무결성에 대한 위협은 이미 현실이 되었습니다.

공격자들은 이미 ‘지금 수집하고 나중에 복호화하는’ 공격을 수행하며, 향후 공격에 활용하기 위해 암호화된 데이터를 저장하고 있습니다. 따라서 정보 보안의 근간을 보호하려면 지금 바로 양자 내성 암호(PQC)를, 적어도 하이브리드 PQC라도 시급히 도입해야 합니다.

공공 부문 데이터는 특히 취약할 수 있습니다

이 문제는 특히 공공 부문에서 더욱 까다롭습니다. 우선, 기밀 정보, 군사 기밀, 시민의 신원 인증 정보는 일부 악의적인 행위자들에게 특히 매력적인 표적이 됩니다.

둘째, F5 Labs 연구에 따르면 미국 정부 기관은 기본적인 웹사이트 PQC 보호조차 도입률이 42.7%에 불과해 거의 모든 다른 산업에 뒤처져 있습니다. CDN과 클라우드 네이티브 하이퍼스케일러를 통해 기본적으로 제공되는 자동화된 PQC 또는 하이브리드 암호를 제외하면 이 수치는 23.1%로 더욱 낮아집니다.

인프라 보호, 기기 암호화, 보안 통신 등 여러 영역의 보안은 CDN의 기본 암호화 설정만으로는 확보할 수 없다는 점을 고려하면, 이처럼 낮은 수치가 연방 기관의 실질적인 양자 대비 수준을 더 현실적으로 보여준다고 할 수 있습니다.

F5 Labs 연구에 따르면, 미국 정부 웹사이트의 PQC 도입률은 42.7%에 불과해 거의 모든 주요 산업보다 뒤처져 있으며, CDN을 통한 기본 보호를 제외하면 23.1%에 그칩니다.

셋째, 공공 부문 조직은 추가적인 법적 요건에 얽매이는 경우가 많아 다른 산업의 기업만큼 민첩하게 대응하기 어렵습니다. 모든 조직이 재정과 자원의 제약을 받지만, 연방 정부의 투자에 수반되는 복잡한 조달 절차와 법으로 정해진 의사결정 기준까지 따라야 하는 조직은 많지 않습니다.

공공 조달 주기가 초래하는 특수한 과제

저는 20년 넘게 미국 정부에서 근무했으며, 그중 절반 이상을 국방정보시스템국(DISA)에서 보냈고 마지막 7년 동안은 최고기술책임자(CTO)를 역임했습니다. 연방정부의 조달 절차가 어떻게 진행되고 얼마나 오래 걸리는지 잘 알고 있습니다. 이러한 절차의 여러 승인 단계와 요건에는 타당한 이유가 있습니다. 하지만 위협이 진화하는 속도를 따라가는 경우는 드뭅니다.

클라우드 컴퓨팅의 도입과 최근 정부 기관의 AI 도입 초기 단계를 직접 경험하면서, 연방 조달의 긴 예산 편성 및 구매 절차가 빠르게 발전하는 기술을 따라가는 데 얼마나 큰 걸림돌이 될 수 있는지 가까이에서 지켜봤습니다. 또한 적어도 제가 재직하던 당시에는 기관들이 조달 요건을 그때그때의 시장 상황에 맞추는 데 늘 어려움을 겪었던 것으로 기억합니다.

요구사항을 현실적인 사양으로 정확하게 구체화하는 일은 쉽지 않은 경우가 많았으며, 이를 위해서는 대개 공급업체와 명확한 양방향 소통이 필요했습니다. 기타거래권한(OTA)과 과제 기반 대응 방식을 활용한 것이 도움이 되었지만, 여전히 개선의 여지가 있습니다.

의사결정자가 추세를 아무리 정확하게 예측하고 최선의 대응 방안을 찾아내더라도, 조달과 도입은 최신 모범 사례, 혁신, 통합 수준을 따라가지 못하는 경우가 많습니다. 조달 방식을 선택할 때는 유연성을 우선시하고 향후 확장 가능성을 열어 두어야 합니다. 저는 기술적 적격 최저가(LPTA) 기준에 따라 기본적인 조달 요건은 충족하지만 기술 변화에 맞춰 발전할 유연성은 부족한 투자가 이루어지는 모습을 너무나 자주 보았습니다. 이러한 접근 방식은 결국 해당 솔루션을 담당하게 된 업계와 정부 관계자 모두에게 좌절감을 안겨 주곤 했습니다. 게다가 요구사항이 LPTA 조달의 매우 엄격한 범위를 넘어 변화하면 조달 결과물을 적절하게 활용하기가 어렵습니다. IT는 좀처럼 정체되어 있지 않으므로, 이는 사실상 불가능에 가까워집니다.

또한 연방 정부의 구매 담당자들은 단순히 조달에 들인 노력의 성과를 높이기 위해 장기 지원 계약이나 특정 공급업체에 종속되는 방식을 선호하는 경우가 많습니다. 그러나 계약서의 잉크가 채 마르기도 전에 기술과 그 최적의 조합이 바뀔 수 있는 오늘날, 장기적인 약정은 민첩성을 떨어뜨릴 수 있습니다. 더욱 중요한 문제는 보안 안전장치를 도입 이후에야 뒤늦게 고려하는 경우가 너무 많다는 점입니다.

클라우드 우선 전략으로의 전환과 같은 디지털 혁신에서는 부적절하거나 지연된 조달 결정의 여파가 주로 재정이나 운영 측면에 국한되었습니다. 비용 절감을 위한 조치가 실제로는 비용을 줄이지 못하거나, 기대했던 효율성 향상이 실현되지 않는 경우가 그 예입니다. 이러한 실수는 애플리케이션을 온프레미스 환경으로 다시 이전하거나, 클라우드 제공업체를 변경하거나, 하이브리드 아키텍처에서 온프레미스와 클라우드 배포의 비중을 조정하는 방식으로 바로잡을 수 있었습니다. 마찬가지로 AI 도입 과정에서 발생한 실수도 더 나은 학습 데이터 세트나 다른 모델을 사용하거나, 내부 데이터로 모델을 미세 조정하는 것만으로 해결할 수 있을 것입니다.

그러나 양자내성암호(PQC)를 도입할 때 잘못되거나 너무 늦은 결정은 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 암호 체계가 뚫려 대규모 데이터 유출이 발생하면 돌이킬 수 없습니다. 어떤 기관도 조달 과정의 실수로 국가 안보 시스템, 민감한 통신 또는 기타 고가치 연방 자산을 양자 공격에 노출시키는 위험을 감수할 수는 없습니다. 특히 데이터가 단순히 두 주권 국가 내 지점 사이를 오가는 것이 아니라 전 세계를 이동할 때는 우호적이지 않거나 완전히 안전하지 않은 곳을 거치게 됩니다. 이러한 곳에서는 ‘지금 저장하고 나중에 해독하는’ 방식의 공격이 발생하기 쉽습니다.

그러나 실수에 대한 두려움이 의사결정 자체를 미루는 핑계가 될 수는 없습니다. 공공 부문의 의사결정자들은 지금부터 2030년까지 상황이 어떻게 전개되는지 지켜볼 여유가 없습니다. 조달과 구축에 그때까지 남은 시간의 대부분이 소요될 가능성이 크기 때문입니다.

PQC를 사후 고려사항이 아닌 사전 계획의 핵심으로

암호화 솔루션을 교체하는 데 걸리는 시간을 과소평가해서는 안 됩니다. 저는 2019년에 처음 PQC에 관한 브리핑을 받은 이후로 관련 문제를 주시해 왔으며, 그때부터 줄곧 이 주제에 깊은 관심을 기울여 왔습니다. 하지만 폭넓은 관심을 받기까지는 시간이 걸렸고, 실질적인 행동으로 이어지기까지는 그보다 더 오랜 시간이 걸리는 듯합니다. F5 2026 애플리케이션 전략 현황 보고서에 따르면 조직의 3분의 2가 PQC 위험을 평가했지만, 행동에 나서기 시작한 조직은 27%에 불과합니다. 이제 문제를 들여다보기만 하는 데서 벗어나 지금 바로 행동에 나서야 합니다.

미국 국가안보국(NSA)은 2022년 상용 국가안보 알고리즘 모음 2.0(CNSA 2.0)을 발표한 이후 이를 지속적으로 개정하고 세부 내용을 명확히 해 왔습니다. 지난여름에는 미국 행정명령 제14412호를 통해 역사상 최대 규모가 될 것으로 예상되는 암호 체계 전환이 공식적으로 시작되었습니다. 이어 얼마 지나지 않아 연방 민간 기관의 이행 지침서 역할을 할 미국 관리예산국(OMB) 각서 M-26-15가 발표되었습니다. 해당 기관들은 미국 국립표준기술연구소(NIST)가 승인한 양자내성암호(PQC) 표준으로 전환해야 하며, 2030년 12월 31일까지 요건을 충족해야 합니다. 이는 기존 암호화 알고리즘의 사용 중단을 위한 NIST의 공식 기한과 일치합니다. NSA 규정이 적용되는 국가안보 시스템의 경우, 첫 번째 주요 조달 요건 적용 시점은 그보다 이른 2027년 1월 1일입니다.

추가 지침도 발표될 예정입니다. 연방조달규제(FAR) 위원회가 적용 대상 계약업체에 NIST 승인 양자내성암호(PQC) 표준 준수를 요구하는 첫 규칙안을 발표해야 하는 기한인 2026년 12월 19일까지 이제 두 달도 채 남지 않았습니다. 하지만 해당 규칙이 나올 때까지 기다릴 필요는 없습니다. 전환을 지원할 수 있는 NIST 승인 표준 3종, 즉 FIPS 203(ML-KEM), FIPS 204(ML-DSA), FIPS 205(SLH-DSA)와 하이브리드 PQC 암호 기술이 이미 마련되어 있습니다. FIPS 203과 204는 CNSA 2.0에 포함되어 있습니다.

지금 바로 시작하는 방법

지금 바로 PQC 규정 준수를 위한 준비를 시작하세요. 방법은 다음과 같습니다.

1. 지속적인 변화에 대비한 계획을 세우세요. 먼저, PQC 규정 준수는 한 번의 변경으로 끝나는 일이 아니라는 점을 인식해야 합니다. 정부 기관과 주요 계약업체 및 공급업체는 이미 첫걸음을 내딛는 데 필요한 여건을 갖추고 있지만, NIST와 NSA는 앞으로도 추가 후보 알고리즘을 계속 발전시켜 나갈 것입니다. 지속적인 보호를 위해서는 특정 알고리즘이나 하이브리드 솔루션 하나를 고수하는 것이 아니라 끊임없이 발전해야 합니다. 계약 기간이나 배포 일정이 지나치게 길어지지 않도록 주의하세요. 또한 민첩성을 확보하려면 초기 단계부터 핵심을 짚는 질문을 꾸준히 던지고, 기술 발전에 맞춰 조달 및 계약 문구도 개선해 나가야 합니다.
2. 지금 시작하세요. 오래된 계약이든 신규 계약이든, 모든 신규 배포가 PQC 요건에 부합하도록 하세요. 2027년이나 2030년이 아니라 바로 오늘부터 시작해야 합니다. 파트너가 처음부터 요건을 충족하는 솔루션을 제공하도록 하세요. 나중에 안전장치를 추가하고 싶을 수도 있지만, 그런 위험을 감수하지 마세요.
3. 투명한 정보 공개를 요구하세요. 기술 공급업체와 소통하고 제안요청서(RFP) 기준을 정할 때는 상호운용성 테스트, 양자내성암호(PQC) 성능 지표, 암호화 구성요소 명세서를 요구하여 솔루션과 도구에 사용되는 알고리즘, 키 크기, 디지털 인증서, 프로토콜을 명확히 파악하세요. 이를 통해 변화에 효과적으로 발맞추는 계약업체와 공급업체를 가려낼 수 있으며, 여러분의 시스템도 변화에 뒤처지지 않도록 할 수 있습니다.
4. 민첩성을 고려해 구축하세요. 프로그래밍이 가능하고 추가 표준이 발전함에 따라 함께 진화할 수 있는 플랫폼을 배포하세요. F5 Application Delivery and Security Platform (ADSP)이 대표적인 예로, ML-KEM 및 하이브리드 암호 지원과 양자 보안 VPN 터널링을 통해 PQC 규정 준수 기능을 기본 제공합니다.

양자 컴퓨터는 정보와 인프라의 보안을 직접적으로 위협합니다. 양자 컴퓨터의 등장이 가시화된 지금, 양자 내성 암호(PQC)로의 전환은 시급한 필수 과제입니다. 일반적인 클라우드나 AI 도입과 달리, 단순히 비용을 절감하거나 효율성을 높이기 위한 조치가 아닙니다. 암호화는 그 중요성이 충분히 인정받지 못하고 있는 정보 보안의 근간이며, 기존 암호화 체계가 머지않아 무력화될 경우의 파장은 대부분의 운영상 의사결정과는 비교할 수 없을 만큼 큽니다. 전문가와 신중하게 협력하여 지식을 넓히고, 구축 과정에서의 실수를 방지하며, 국가 자산을 지속적으로 보호해야 합니다.

무엇보다 당황하지 마세요. F5가 도와드릴 준비가 되어 있습니다. F5 공공 부문 솔루션을 살펴보세요.

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