TECH

우리가 요즘 모든 사람들이 AI에 대해서 얘기하지만, 곧 양자학에 대해서도 많이 얘기하게 될것입니다. 

그래서 이글을 준비해봤습니다. 

2025년 5월, 레드햇 엔터프라이즈 리눅스 10(RHEL)에는  양자 컴퓨터 공격으로부터 보호하기 위한 양자 후 암호화(PQC) 기술의 첫걸음이 포함되어 출시되었습니다 . 양자 컴퓨터가 등장하면 RSA나 타원 곡선 암호화와 같은 기존의 고전 암호화 알고리즘에 대한 공격이 가능해질 것입니다. 암호학적으로 의미 있는 양자 컴퓨터(CRQC)는 아직 존재하지 않는 것으로 알려져 있지만, 그렇다고 위험이 전혀 없는 것은 아닙니다. 예를 들어, "지금 데이터를 수집하고 나중에 복호화하는" 공격은 지금 당장 양자 컴퓨터가 필요한 것이 아니라, 저장된 암호화 데이터의 가치가 떨어지기 전에 양자 컴퓨터가 등장하기만 하면 됩니다. 전송되는 데이터의 종류에 따라 수십 년이 걸릴 수도 있습니다.

양자 컴퓨팅 시대에 대비하기 위해 RHEL 10.1은 "지금 데이터를 수집하고 나중에 복호화하는" 공격에 대한 방어력을 강화하고 패키지에 양자 후 암호화 서명을 도입했습니다.

다음 섹션에서는 전송 계층 보안(TLS)의 양자 후 암호화(PQC) 변경 사항을 다루고, 이어서 RHEL의 기본 암호화 정책 변경 사항을 설명합니다. RHEL이 하이브리드 양자 후 암호화 키로 패키지에 서명한 최초의 주요 Linux 배포판이라는 사실을 알고 계셨나요?

세 번째 섹션에서는 이러한 변경 사항에 대한 세부 정보를 다룬 후 사용자 및 타사 소프트웨어 공급업체를 위한 권장 다음 단계를 제시합니다.

> TLS에서의 양자 후 암호화

TLS는 두 부분에서 양자 후 암호화를 사용할 수 있습니다. 첫째는 키 교환으로, "지금 획득하고 나중에 복호화하는" 공격을 방지합니다. 둘째는 서명으로, 양자 컴퓨터를 이용한 중간자 공격을 방지합니다. RHEL 10.1 출시와 함께 OpenSSL, GnuTLS, NSS 또는 Go 프로그래밍 언어를 사용하는 애플리케이션은 기본적으로 양자 후 키 교환을 지원합니다.

OpenSSL, GnuTLS 및 NSS 암호화 라이브러리는 NIST 표준 양자 후 암호화(PQC) 알고리즘인 ML-DSA(Module-Lattice-Based Digital Signature Algorithm)를 사용한 서명 및 TLS 인증서를 추가로 지원합니다. 현재 공인 인증 기관(CA)은 양자 후 암호화를 제공하지 않지만, 개인 CA 또는 자체 서명 인증서는  ML-DSA를 사용하여 생성할 수 있습니다 .

RHEL 10.0에서는 표준 및 구현의 빠른 발전 속도 때문에 이 기능이 기술 미리보기로 출시되었습니다. 하지만 이제 상황이 바뀌어,  모듈 격자 기반 키 캡슐화 메커니즘(ML-KEM) 및 ML-DSA를 사용한 양자 후 암호화가 TLS에서 정식으로 제공되며 Go, OpenSSL, GnuTLS 및 NSS에서 완벽하게 지원됩니다.

RHEL 10.1 출시를 앞두고 Red Hat 개발자들은 PQC 키 교환 및 PQC 인증서에 대한 제품 전반의 테스트를 진행했습니다. 이 테스트를 통해 몇 가지 문제를 발견했으며, 패키지 관리자들은 상위 오픈 소스 프로젝트와 하위 RHEL에서 이러한 문제를 수정했습니다. 지금 바로 TLS 배포 환경에서 하이브리드 PQC 키 교환 테스트를 시작하고, 기존/PQC 이중 TLS 인증서 서버 구성을 계획하시기 바랍니다(자세한 내용은  "양자 보안 TLS 인증서 생성" 참조 ).

> PQC 기본 정책

RHEL의 암호화 설정은 시스템 전체 암호화 정책을 사용하여 관리되며  ,  DEFAULT기본 정책은 입니다. RHEL 10.1에서는 이 정책이 변경되어  기본적으로 양자 후 암호화를 활성화하고 우선적으로 사용하도록 설정되었습니다 . 즉, RHEL 10.1 이상 버전과의 TLS 및 SSH 연결은 사용 가능한 경우 자동으로 양자 후 키 교환을 사용합니다. 이 두 프로토콜은 널리 사용되며 암호화된 데이터 전송의 대부분을 차지하므로 보안 수준이 크게 향상됩니다.

OpenSSL 또는 NSS를 기반으로 하는 RHEL 9.7 애플리케이션은 시스템 전체 암호화 정책 모듈 "PQ"가 활성화된 경우 TLS에서 PQC를 사용할 수도 있습니다  sudo update-crypto-policies --set DEFAULT:PQ.

> 양자 후 검증 서명을 포함한 패키지 업데이트

마지막으로, 레드햇 개발자들은 소프트웨어 배포 경로에 양자 컴퓨터 기반 공격에 대한 보호 기능을 도입하기 위해 노력해 왔습니다. 이는 레드햇이 양자 컴퓨팅 시대 이후의 전환 과정에서 향후 개선 사항을 제공하는 방식이 바로 이러한 배포 경로를 통한 패키지 업데이트이기 때문에 매우 중요합니다.

Red Hat Enterprise Linux 10은  패키지 서명 검증을 위해 OpenPGP의 Sequoia-PGP 구현을 사용합니다. OpenPGP에서 PQC를 사용하기 위한 사양은  최종 단계 에 있으며 , Red Hat은 Sequoia-PGP의 PQC 구현에 자금을 지원하여 현재  사전 릴리스 버전으로 제공되고 있습니다 . 일부 운영 환경에서는 단기간 내에 PQC 소프트웨어 서명에 대한 규제 요건을 충족해야 하므로, 철저한 테스트를 거쳐 RHEL 10.1에 이 구현이 포함되었습니다.

같은 프로젝트에서  sq-cryptoki 와  sq 도구는 PKCS#11을 통해 양자 후 보안 키에 접근할 수 있도록 지원하게 되었습니다. 이를 통해 하드웨어 보안 모듈과의 통합이 가능해졌습니다. Red Hat은 서명 인프라를 현대화하고 ML-DSA-87과 Ed448을 혼합한 양자  후 보안 서명 키를 개발하여 RPM 패키지에 서명하기 시작했습니다. RHEL은 이러한 성과를 달성한 최초이자 현재까지 유일한 주요 Linux 배포판입니다.

최초의 양자 후 서명 패키지는  RHBA-2025:23156ipmitool-1.8.19-10.el10_1 에  있습니다 .

-------------------

# dnf download ipmitool

ipmitool-1.8.19-10.el10_1.aarch64.rpm                                                                                                                                                                           

# rpm -Kv ipmitool-1.8.19-10.el10_1.aarch64.rpm | head -3

ipmitool-1.8.19-10.el10_1.aarch64.rpm:

    Header V6 ML-DSA-87+Ed448/SHA512 Signature, key ID 05707a62: OK

    Header V4 RSA/SHA256 Signature, key ID fd431d51: OK

-------------------

이 패키지는 여전히 당사의 RSA 키로 서명되어 있음을 유의하십시오. RPM 6 헤더 형식과 OpenPGP v6 서명을 이해하는 시스템은 RSA 및 PQC 서명 모두를 검증합니다. 구형 시스템은 기존 RSA 서명만 검증합니다.

> 결론

Red Hat은 다가올 위험과 규제 요건에 대비하여 고객을 지원하기 위해 양자 컴퓨팅 이후 시대로의 전환에 있어 중요한 진전을 이루었습니다. 하이브리드 ML-KEM 키 교환을 사용하는 TLS는 더 이상 기술 미리보기 단계가 아니며, "먼저 획득하고 나중에 복호화하는" 공격을 즉시 완화할 수 있습니다. 또한 RHEL의 핵심 암호화 라이브러리인 OpenSSL, GnuTLS 및 NSS에서 ML-DSA 인증서 및 서명 지원이 이제 정식으로 제공됩니다.

최근 업계의 보안 강화 추세(예: 유럽 사이버 복원력 법안)에 발맞춰 TLS 및 SSH에서 양자 컴퓨팅 기반 보안 알고리즘(PQC)을 기본 설정으로 사용하도록 변경되었습니다. 향후 더 많은 프로토콜에서 이러한 변경이 이루어질 예정입니다. 모든 사용자에게 PQC 키 교환을 도입하고 TLS 서버에서 기존/PQC 이중 TLS 인증서 설정을 테스트해 볼 것을 권장합니다. 또한  양자 컴퓨팅 시대에 대비하여 조직을 준비하는 방법에 대해서도 알아보시기 바랍니다 .

마지막으로, RHEL은 패키지에 하이브리드 양자 후 암호화 서명을 추가한 최초의 주요 배포판입니다. 파트너 여러분을 위해 제 동료인 Jakub Jelen이  양자 후 암호화 키를 사용하여 RPM 패키지에 서명하는 방법을 문서화했습니다 . PKCS#11 3.2를 통한 하드웨어 보안 모듈(HSM)과의 통합은 현재 RPM 서명에 적용 가능하며, 저희 지원 및 엔지니어링 팀에서 시작하는 데 도움을 드릴 수 있습니다.

- 참고링크

https://www.redhat.com/en/blog/whats-new-post-quantum-cryptography-rhel-101