QRNG-as-a-Service(Quantum Random Number Generator-as-a-Service)

개요

현대 암호 기술과 보안 시스템의 핵심 요소는 ‘난수’입니다. 그러나 대부분의 기존 난수 생성기는 소프트웨어 기반 의사 난수(Pseudo-Random Number Generator, PRNG)를 사용하기 때문에 예측 가능성, 반복 가능성 등의 한계를 가집니다. 이러한 문제를 근본적으로 해결하기 위해 등장한 기술이 바로 **QRNG(Quantum Random Number Generator)**이며, 이를 클라우드 API 형태로 제공하는 서비스 모델이 **QRNG-as-a-Service(QRNGaaS)**입니다. 본 글에서는 QRNGaaS의 개념, 기술 구조, 보안적 이점 및 실제 활용 방안 등을 상세히 소개합니다.

---

1. 개념 및 정의

**QRNG-as-a-Service(QRNGaaS)**는 양자역학의 불확정성 원리를 활용하여 완전한 예측 불가능한 난수를 생성하고, 이를 API 형태로 다양한 클라이언트(암호 시스템, IoT 디바이스, 보안 애플리케이션 등)에 제공하는 클라우드 기반 서비스입니다.

• 목적: 고품질 난수를 API로 손쉽게 제공하여 보안성을 극대화
• 필요성: 기존 PRNG의 예측 가능성 및 시드 재사용 문제 해결
• 적용 대상: 암호화 키 생성, 보안 토큰 발행, 세션 난수 생성 등 보안 민감 영역

---

2. 특징

특징	설명	효과
양자 난수 생성	물리적 양자 현상 기반 난수	절대적 비예측성 확보
API 형태 제공	RESTful API로 난수 요청/응답	다양한 언어와 플랫폼에서 사용 가능
클라우드 서비스형 구조	SaaS 형태로 제공	확장성 및 유연한 통합 가능

양자 기술의 복잡성을 추상화하여 손쉽게 활용 가능

---

3. 구성 요소

구성 요소	설명	역할
QRNG 디바이스	양자 현상을 기반으로 난수를 생성	광자 간섭, 진공 잡음 등 활용
QRNG 엔진	생성된 난수의 품질 필터링 및 처리	바이어스 제거 및 인증 절차 포함
API 서버	HTTP(S) 기반 API 제공	난수 요청/응답 관리
클라이언트 SDK	다양한 언어의 통합 라이브러리	Python, Java, C++ 등 지원

QRNG 하드웨어와 소프트웨어가 유기적으로 결합된 구조

---

4. 기술 요소

기술 요소	설명	활용 방식
Quantum Optics	양자광학 기반 광자 측정	양자 불확정성으로 비트 생성
NIST SP 800-90B	난수 생성기 품질 검증 기준	QRNG 품질 표준화에 활용
RESTful API	난수 호출 인터페이스	JSON 기반 API로 통신
TLS 암호화	데이터 전송 보안	API 응답 위·변조 방지

양자 물리, 국제 표준, 보안 프로토콜이 결합된 최신 보안 기술 스택

---

5. 장점 및 이점

장점	설명	기대 효과
예측 불가능한 난수	완전한 물리적 무작위성 확보	암호 키의 보안성 극대화
빠른 통합 가능성	API 기반 접근	기존 시스템과 빠른 연동 가능
중앙 집중형 관리	서비스 형태 운영	유지보수 비용 절감 및 확장 용이

보안성과 실용성을 동시에 만족시키는 혁신 기술

---

6. 주요 활용 사례 및 고려사항

활용 사례	설명	고려 사항
암호화 키 생성	TLS, VPN, 암호화 메일 등에서 키 생성	키의 보안성과 랜덤성 보장 필요
OTP/세션 토큰 발급	보안 인증 시 세션 토큰 생성	PRNG 대비 낮은 예측성 확보
IoT 보안 통신	센서 간 보안 채널 구축 시 난수 필요	응답 속도 및 연결 안정성 확보 필요

실시간성과 신뢰성이 요구되는 환경에서 높은 효율 발휘

---

7. 결론

QRNG-as-a-Service는 양자 기술을 통해 난수 생성의 한계를 극복한 고급 보안 기술로, API 형태로 제공되어 기존 시스템에 손쉽게 통합될 수 있습니다. 특히 암호화, 인증, IoT 보안 등 난수 품질이 보안에 결정적 영향을 미치는 환경에서 QRNG의 도입은 점차 필수가 될 것입니다. 향후 국내외 클라우드 보안 인프라에 빠르게 확산될 것으로 기대됩니다.