라이다 신호 왜곡 자체 보정하는 무선 양자암호통신 개발

지스트가 라이다(LiDAR)에 있어 공기, 바람, 안개, 구름, 비 등에 의한 신호왜곡을 자체 교정하는 새로운 방식의 절대보안 무선통신 프로토콜을 개발했다.

함병승 지스트 전기전자컴퓨터공학부 교수는 라이다의 한계인 신호(영상) 왜곡을 자체교정함은 물론, 미래 자율주행 자동차기술의 4대 요소 중 하나인 ‘연결’에 있어 속도와 보안을 동시에 만족하는 차세대 원천기술인 무선 고전암호통신 원리를 규명하고 실증했다고 25일 밝혔다.

라이다는 주변 환경을 3차원(3D)으로 인식해 자율주행자동차가 안전하게 주행할 수 있도록 도와주는 장비로써 라이다의 작동원리는 초당 수백만 개의 레이저빔을 지속적으로 발사하고 이것이 센서로 되돌아오는 시간을 계산해 거리를 측정한다.

전자기파 무선통신에 있어 공기, 바람, 안개, 빛 등에 의한 신호왜곡은 공기를 신호전달매개체로 사용하는 라이다(Lidar)에 있어 피할 수 없는 한계이다.

무선(자유공간) 양자통신에 있어서도 신호왜곡은 한계로 작용한다. 전송거리가 극히 제한적이기 때문.

함병승 교수는 라이다의 한계인 신호(영상) 왜곡을 자체교정함은 물론, 미래 자율주행 자동차기술의 4대 요소 중 하나인 ‘연결’에 있어 속도와 보안을 동시에 만족하는 차세대 원천기술인 무선 고전암호통신 원리를 규명하고 실증했다.

기존에 절대보안 원리가 양자화된 신호의 복제불가원리에 있었다면, 함 교수는 이번 연구에서는 절대 보안을 신호의 양자화가 아닌 채널의 양자화(양자중첩)에서 확보했다. 이는 키분배 과정이 광메모리 원리와 동일하게 확정적이며 암호키 생성·교환 속도가 무선통신 데이터 전송속도와 비슷한 수준이다.

무엇보다도 본 연구에서 제안한 절대보안 무선통신기술은 기존 무선통신 기기와 호환적이고, 전파매질에 의한 신호왜곡을 자체 보정하는 장점이 있다.

따라서 자율주행에 필수적인 라이다에 있어 소프트웨어나 카메라센서 혹은 레이더 도움 없이 직접 적용 가능하고, 미래기술에 해당하는 퀀텀(양자) 라이다에 무선 양자통신을 적용할 수 있다.

함병승 교수는 “종래 어떠한 방법으로도 불가능한 절대보안이 담보되고 신호(영상) 왜곡을 자체 보정하는 새로운 방식의 무선 고전암호키분배 기술을 세계 최초로 확보했다”면서, “향후 국방망, 행정망, 금융망은 물론 원격 의료를 위한 의료 데이터 전송이나 원격 강의를 위한 교육망, 그리고 미래 자율주행 자동차에 본 퀀텀라이다와 더불어 절대보안 무선통신기술이 적용되기를 기대한다”고 말했다.