제134회 정보관리기술사 1교시 5번 — 양자 컴퓨팅(Qubit·중첩·얽힘)과 PQC 암호화 위협

정보관리기술사 · 134회 1교시 · 5번 · 배점 10점

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제134회 정보관리기술사 1교시 5번

단답형 | 10점

[문제] 양자 컴퓨팅(Quantum Computing)의 기본 개념인 큐비트(Qubit), 중첩(Superposition), 얽힘(Entanglement)을 설명하고, 양자 컴퓨팅이 기존 암호화(RSA, AES)에 미치는 위협과 대응 방안(양자내성암호)을 서술하시오.

1. 양자 컴퓨팅 핵심 개념

개념	설명
큐비트(Qubit)	양자 정보의 기본 단위. 고전 비트(0 or 1)와 달리 \|0⟩과 \|1⟩의 중첩 상태 가능. 측정 시 확률적으로 0 또는 1로 붕괴
중첩(Superposition)	큐비트가 \|0⟩·\|1⟩ 동시 존재. n개 큐비트로 2ⁿ개 상태 동시 처리 → 병렬 연산
얽힘(Entanglement)	두 큐비트가 물리적으로 떨어져 있어도 하나의 측정이 다른 큐비트 상태를 즉시 결정. 양자 알고리즘의 핵심

2. 암호화 위협과 양자내성암호

Shor 알고리즘: 대규모 양자 컴퓨터로 RSA·ECC 소인수분해·이산 로그 문제를 다항식 시간에 해결 → RSA·ECC 붕괴 위협
Grover 알고리즘: AES-128의 브루트포스 탐색 복잡도를 O(2¹²⁸)에서 O(2⁶⁴)으로 감소 → AES-256으로 대응 가능
양자내성암호(PQC): NIST FIPS 203 ML-KEM(키 교환), FIPS 204 ML-DSA(디지털 서명), FIPS 205 SLH-DSA(해시 서명) 표준화

핵심 키워드: 양자컴퓨팅, Qubit, 중첩, 얽힘, Shor 알고리즘, Grover 알고리즘, PQC, ML-KEM, NIST FIPS

양자 컴퓨팅의 중첩·얽힘은 2ⁿ 병렬 처리로 현재 암호 알고리즘(RSA·ECC)을 위협한다. NIST PQC 표준(ML-KEM·ML-DSA)으로의 조기 전환이 “Harvest Now, Decrypt Later” 공격에 대한 핵심 대응책이다.

zerg96