국가수리과학연구소, 드론 비행제어에 '양자내성암호' 첫 실증 성공

Pixhawk 기반 PX4 드론, NIST 표준 PQC 적용해 실제 이륙·비행 성공

국가수리과학연구소(NIMS)가 양자컴퓨터 공격에도 안전한 암호기술을 드론의 실제 비행 제어 통신에 적용하는 데 성공했다. 드론이 하늘을 나는 동안 주고받는 제어 명령을 미국 국립표준기술연구소(NIST) 표준 양자내성암호(PQC)로 보호하면서, 실제 이륙과 비행을 구현한 것은 국내에서 처음이다.

NIMS 암호기술 연구사업팀은 Pixhawk 기반 드론의 비행 제어 통신 계층(MAVLink)에 NIST 표준 PQC 전자서명·키설정 알고리즘과 AES 대칭암호를 직접 적용한 상태에서, 오픈소스 비행제어 소프트웨어 PX4가 정상적으로 동작함을 실증했다고 20일 밝혔다. 특히 기존 MAVLink와 PX4의 구조를 바꾸지 않고, 실제 하드웨어 환경에서 실시간 비행 제어가 가능함을 입증한 점이 핵심이다.

PQC 적용 PX4 기반 드론 비행 실증 장면(비행 영상, 제어 화면, 촬영 영상). NIMS 제공

'Pixhawk 기반 드론'이란?

Pixhawk는 드론의 두뇌 역할을 하는 비행제어 컴퓨터(Flight Controller)다. 자이로·가속도·GPS 등 센서 데이터를 받아 기체 자세를 계산하고, 모터와 조종면을 제어한다. 전 세계 드론 연구·산업 현장에서 널리 쓰이는 표준급 오픈 하드웨어 플랫폼으로, PX4 같은 오픈소스 비행제어 소프트웨어와 결합해 다양한 드론에 활용된다. 즉, 'Pixhawk 기반 드론'이란 상용·연구용 드론에서 가장 보편적으로 쓰이는 제어 보드를 사용한 드론을 의미한다.

이번 실증의 차별점은 드론이 실제로 사용하는 MAVLink 제어·텔레메트리 통신 자체에 PQC를 적용했다는 점이다. 지상국이 보낸 비행 명령을 드론이 암호학적으로 검증하고, 이후 통신의 기밀성·무결성·인증을 유지함으로써 비행 제어 루프 전반의 신뢰성을 확보했다. 그동안 PQC 적용이 외부 암호 모듈이나 통신 채널 보호에 머물렀던 것과 달리, 실시간·자원 제약이 큰 드론 제어 환경과 공존 가능한 보안 구조를 구현했다는 평가다.

연구 책임자인 심경아 박사는 "기존 고전 암호를 단순히 PQC로 교체한 것이 아니라, TLS 같은 기존 보안 프로토콜을 쓰기 어려운 드론 환경의 특성을 고려해 경량 PQC 적용 아키텍처를 설계·검증한 결과"라며 "현재는 기초 비행 단계 실증으로, 향후 장거리 비행이나 다중 드론 환경으로 확장하려면 추가 최적화가 필요하다"고 설명했다.

연구팀은 앞으로 드론을 포함해 무인체계(UxV), 사물인터넷(IoT), 산업제어시스템, 헬스케어 기기 등 제약 환경 전반으로 경량 PQC 아키텍처 연구를 확대하고, 산업체 대상 기술이전과 공동 실증을 단계적으로 추진할 계획이다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr
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