런던에서 남서쪽으로 30 마일 떨어진 서리 대학의, 팬데믹으로 인해 텅 비어버린 건물 깊숙한 곳에서, 한 무리의 컴퓨터 서버들이 몇 달째 과열된 상태로 가동되고 있다. 이 기관의 주요 업무는 차세대 무선 기술을 개발하는 약 200 명의 원격 근무 학자 및 학생들의 최첨단 연구를 지원하는 것입니다.
아니요, 5G이 아닙니다. 6G입니다. 6세대 무선 통신과 마찬가지로.
비록 기술 전문가들이 한계를 넘어서려는 시도처럼 보일 수도 있다— 5G 타워가 이제야 본격적으로 도입되기 시작했고, 기업들은 이 초고속·저지연 네트워크를 어떻게 가장 효과적으로 활용할지 모색하고 있는 상황이지만—이는 컴퓨팅 및 통신 분야에서 매우 중요한 다음 단계이다. 언젠가는 엣지 컴퓨팅의 개념을 재정의하고, 정부를 혁신하며, 새로운 산업을 창출하고, 그간 한 번도 접해본 적 없는 수많은 사이버 보안 문제를 야기할 것입니다.
“현재 6G 이 어떤 모습이 될지에 대해서는 다양한 견해가 존재합니다.”라고 서리(Surrey) 소재 통신 시스템 연구소( Institute for Communications Systems, ) 및 그 산하 5G , 6G 혁신 센터의 설립자이자 소장인 라힘 타파졸리( ,)는 말합니다.
타파졸리는 그 비전을 구체화하기 위한 노력을 주도하고 있다. 그는 첫 번째 단계는 전문가들이 ‘ 5,5G’라고 부르는 5~6년 후의 중간 업데이트의 일환으로 5G 에 추가해야 할 기능을 결정하는 것이라고 말한다. “현재의 전략은 매우 뛰어난 성능을 갖춘 ‘ 5G’ 시스템을 한 단계 더 발전시킨 뒤, 이를 바탕으로 발전해 나가는 데 초점을 맞추고 있습니다.”라고 그는 말한다.
6G 에 이르는 경쟁은 그 중요성이 워낙 커서 미국과 중국이 이를 정의하고 관련 특허권을 확보하기 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 퀄컴, 삼성, 노키아와 같은 업계 거물들도 이 경쟁에 뛰어들어, 이를 통해 수익을 창출하고 입지를 공고히 할 방안을 모색하고 있다.
이 주체들이 5G 을 바탕으로 어떻게 발전해 나갈지는 아무도 알 수 없다. 그러나 대부분의 추측은 5G 에서 보여준 초고속 및 저지연 기술의 도약을 넘어, 지구상의 모든 사람, 장소, 사물에 더욱 빠르고, 더 잘 동기화되며 안전한 무선 연결을 제공하는 방법에 초점을 맞추고 있다.
전기가 흐르는 몸
스티븐 더글러스는 영국에 본사를 둔 스피렌트 커뮤니케이션스(Spirent Communications)에서 5G 전략을 총괄하고 있다. 하지만 그는 하루 중 점점 더 많은 시간을 그 너머에 있는 것에 쏟고 있다. 더글러스는 통신의 미래를 다음과 같이 분석합니다. 현재의 4G 네트워크는 고화질 모바일 영상과 같은 기술을 가능하게 했습니다. 5G 는 엣지 환경에서 증강현실(AR), 가상현실(VR), 인공지능(AI)의 도입을 촉진할 것입니다. 6G 은 마치 공상과학 소설에나 나올 법한 일을 해낼 것입니다. 바로 우리의 물리적, 디지털, 생물학적 세계를 하나로 연결해 줄 것입니다.
“ 1.000 마일 떨어진 곳에 있는 환자에게 수술을 집도하는 의사가, 자신이 조작하는 로봇 수술 기구의 감각을 직접 느끼는 모습을 상상해 보십시오.”
예를 들어, 더글러스는 6G 이 우리를 광역망(WAN)의 시대를 넘어설 수 있게 하고, 신체 영역 네트워크 (BAN)의 도래를 앞당길 수 있다고 말합니다. 수십 년 전부터 존재해 온 이 개념을 통해 인체 위나 주변, 심지어 인체 내부에 장착된 저전력 센서들이 건강 및 웰빙 모니터링과 같은 필수적인 온라인 서비스에 연결될 수 있습니다.
BAN은 디지털 기술을 기존의 시각과 청각 영역을 넘어 우리의 다른 감각(후각, 미각, 촉각)을 자극하는 방향으로 이끌 수 있다. 예를 들어, 1.000 마일 떨어진 곳에 있는 환자에게 수술을 집도하는 의사가 자신이 조작하는 로봇 수술 기구의 감각을 직접 느끼는 상황을 상상해 보세요. 혹은 매주 연재하는 칼럼을 위해 BAN을 이용해 메뉴의 맛과 향을 원격으로 평가하는 음식 평론가를 생각해 보자.
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“더글러스는 “맞춤형 BAN을 제공하려는 열망이 6G 무선 기술의 큰 잠재력 중 하나로 여겨지고 있다고 생각합니다”라고 말했다. “하지만 물론, 우리 신체와 관련된 정보를 다룰 때는 언제나 보안 및 개인정보 보호 문제가 즉시 제기될 것이며, 이에 대한 해결책이 마련되어야 합니다.”
벽에 부딪히며 튕겨 나가다
연구진은 또한 테라헤르츠 주파수를 6G 무선 통신에 통합하는 방법을 모색하고 있는데, 이는 기지국 신호가 건물 내로 잘 전달되지 않는다는 성가신 문제를 해결하기 위함이다. 하지만 THz 주파수를 사용하는 6G 이라면 그게 가능할지도 모릅니다. 더글러스는 100 GHz에서 10THz GHz 범위의 무선 신호가 전파 손실(전력 밀도의 감소)이 크게 발생하는 경향이 있다는 점이 문제라고 말한다. 따라서 업계에서는 해결책으로 지능형 반사 표면을 주목하고 있습니다.
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무선 신호가 벽을 통과하도록 무작정 시도하기보다는, 신호를 다른 방향으로 돌리고 신호 강도를 증폭시켜 주는 반사 재료를 모든 표면에 덧대면 됩니다. 더글러스는 이 것들을 ‘ ’ 파칭코 기계에 나오는 은빛 작은 공들에 비유합니다. 이 신호들은 처리된 물체에서 반사되어 건물 깊숙이까지 침투할 가능성이 있다.
신호는 도시의 표면을 반사하여 모퉁이를 돌아, 블록 끝까지, 혹은 기지국이 없는 교외 지역까지 도달할 수도 있다. 신호의 무작위적이고 무질서한 반사를 방지하기 위해, 종이처럼 얇은 ‘메타물질’에 방향성 로직을 인쇄함으로써, 신호의 세대가 5G 이든 6G 이든 그 이상이든 상관없이 해당 신호를 더 잘 관리하고 전략적으로 유도할 수 있습니다.
이는 에너지 효율을 높이는 추가적인 이점도 있습니다. “오늘날 우리가 많은 무선 통신 문제를 해결하는 방식은 신호를 강화하고 장애물을 뚫고 나가기 위해 무선 안테나로 공급되는 전력을 증폭시키는 것입니다.”라고 그는 말합니다. “하지만 그렇게 할 필요가 없다면, [엔드포인트 장치] 무선 통신 장치의 에너지 소비 비용을 줄일 수 있습니다.”
“우리는 전체 시스템의 에너지 효율을 높이고 친환경성을 강화하는 데 주력할 것입니다.”서리 대학교 통신 시스템 연구소의 소장 라힘 타파졸리
서리 대학의 타파졸리 교수는 자신의 연구팀이 지능형 반사 표면의 시제품을 최초로 제작한 바 있으며(), 이에 동의하며 지속 가능성이 향후 어떤 6G 무선 아키텍처에서도 핵심 요소가 될 것이라고 말합니다.
“우리는 전체 시스템의 에너지 효율을 높이고 친환경성을 강화하는 데 주력할 것입니다,”라고 그는 말한다. “안테나부터 기지국, 네트워크에 이르기까지 모든 부분에 재생 가능 에너지를 활용할 것입니다.”
현재 논의되고 있는 6G 연구의 또 다른 주요 분야는 시간 동기화로, 이는 물리적 세계와 사이버 세계 간의 디지털 상호작용을 가능하게 하는 데 필수적인 기능입니다. 간단히 말해, 시간 동기화를 통해 움직임, 위치, 근접 여부를 감지할 수 있습니다. 예를 들어, AR 고글을 착용한 사람이 다른 사람이나 로봇과 원격으로 악수를 하고—그 ‘느낌’까지 전달받으려면—그 접촉은 사전에 정교하게 설계되어야 할 것이다. 타파졸리는 5G 개 시스템으로는 아직 이것이 불가능하지만, 6G개 시스템이라면 가능할 것이라고 지적한다.
방대한 공격 표면
이 6G 가지 가능성 모두의 결론은, 그중 극히 일부만 실현된다 해도 엔드포인트 기기의 정의가 완전히 바뀔 수 있다는 점입니다. 오늘날 대부분의 기업은 엔드포인트를 인터넷에 연결된 PC, 노트북, 태블릿, 스마트폰 및 프린터로 정의합니다. 하지만 6G 이 모든 표면을 연결된 기기로 바꾼다면, 사실상 어떤 물리적 물체든 엔드포인트가 될 수 있을 것이다.
통신 업계의 저자이자 분석가인 제프 케이건은 “이는 엄청난 공격 표면이며, 연구자들이 보안에 대해 더욱 혁신적인 방식으로 고민해야 한다는 압박을 확실히 가하고 있다”고 말했다.
“업계는 그 위험을 충분히 인지하고 있으며, 이에 집중하고 있다”고 그는 말한다. “매년 그들은 점점 더 똑똑해집니다.” 하지만 악의적인 공격자들은 끊임없이 새로운 침입 방법을 모색하고 있기 때문에 이는 끊임없는 싸움이며, 대처하기가 점점 더 어려워지고 있습니다. “통신사와 장비 제조사들은 자사 네트워크를 보호하기 위해 온갖 방법을 동원해야 하지만, 해커는 사이버 공격을 성공적으로 감행하기 위해 단 하나의 침투 경로만 있으면 된다.”
새로운 신뢰 모델
6G 연구진이 고려하고 있는 대책 중 하나는 ‘신뢰 네트워크’입니다. 이 방식에서는 엔드포인트가 동료 엔드포인트의 추천을 받거나, 과거에 모범적인 행동 이력을 입증한 경우에만 연결된 시스템에 가입할 수 있도록 허용됩니다. 연구자들은 이미 탄탄한 평판의 정의가 무엇인지, 그리고 이를 판단하는 데 도움이 될 만한 방법이 무엇인지에 대해 연구하고 있다. 더글러스는 또한 엔드포인트의 기록을 어떻게 수집, 저장, 처리할지에 대해서도 논의 중이라고 말했다. 블록체인과 비트코인과의 연관성으로 가장 잘 알려진 분산 원장 기술 은 이를 실현하기 위한 주요 접근 방식 중 하나로 여겨진다.
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신뢰 기반 모델 외에도, 연구자들은 6G 네트워크와 엔드포인트를 보호하기 위한 비신뢰 기반( ) 양자 통신 을 연구하고 있다. 양자 통신은 본질적으로 양자 키 분배(QKD)를 포함하며, 이는 데이터 전송을 위해 입자(일반적으로 빛의 광자)의 양자 상태를 이용합니다. UC 어바인(UC Irvine)의 디지털 전환 센터(Center for Digital Transformation, ) 소속 ‘’의 선임 산업 연구원인 마틴 자일스(Martin Giles)가 설명하듯이, 이러한 입자들은 “중첩” 상태를 띠게 되는데, 이는 이 입자들이 1과 0 의 여러 조합을 동시에 나타낼 수 있음을 의미합니다.
“사이버 보안 관점에서 볼 때 (이러한 양자 비트, 즉 큐비트)의 장점은, 해커가 전송 중인 큐비트를 관찰하려고 시도하면 그 극도로 취약한 양자 상태가 ‘붕괴’되어 1 또는 0 중 하나로 변한다는 점입니다,”라고 자일스는 『 』 MIT Technology Review()에 기고한 글에서 밝혔습니다. “이는 해커가 활동의 흔적을 남기지 않고는 큐비트를 조작할 수 없다는 것을 의미합니다.”
양자 통신은 아직 초기 단계에 있다. 하지만 적어도 중국이라는 한 나라는 이 분야의 개발에서 일찌감치 선두를 차지하려고 노력하고 있다. 실제로 2016년, 중국은 많은 이들이 사실상 해킹이 불가능하다고 여기는 이 기술을 구현하기 위해, 자칭 세계 최초의 위성(, 중국 철학자의 이름을 따 ‘미치우스(Micius)’ 또는 ‘모자(Mozi)’라고 불림)을 발사했다. 양자 통신이 표준이 된다면, 전문가들은 현재의 암호화 방식이 더 이상 사용되지 않게 될 수 있다고 보고 있습니다..
더글러스는 “하지만 현재 가장 큰 과제는 처리 비용이 매우 높기 때문에 양자 기술 그 자체입니다”라고 말했다. “현재 단계에서는 상용 시스템에 적용하기에는 현실적으로 어렵고, 제어 측면에서도 여전히 문제가 남아 있습니다.” “하지만 향후 10 년 동안에는 그러한 문제들이 해결될 것이라는 점을 시사하는 충분한 증거가 있다.”
사이버 보안의 자동화
또한 AI는 6G 네트워크와 엔드포인트 기기를 보호하는 데에도 기여할 수 있습니다. 핵심은 수십억 개의 새로운 엔드포인트 객체가 갑자기 등장함에 따라, 이 모든 것을 보호하려면 아직 존재하지 않는 수준의 조화가 필요하다는 점입니다. 하지만 AI를 통해 보안 프로세스를 자동화하면, 조직은 사람이 직접 개입할 필요 없이 위협을 선제적으로 탐지하고 보안 프로세스를 가동할 수 있게 될 것입니다. 자율 방어 및 자가 치유 기능을 갖춘 네트워크와 기기를 구현하겠다는 오랜 꿈이 실현될 수 있을 것이다.
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타파졸리는 “아무리 안전한 시스템도 없다”고 말하지만, 6G 은 그 점에서 꽤 견고할 것이라고 한다. 그는 각 세대(G)마다 점점 더 좋아져 왔다고 말합니다. 앞으로도 계속 업데이트되고 개선될 5G 버전조차도 4G 버전보다 훨씬 더 안전합니다. 하지만 그는, 6G 이 기밀 디지털 및 생물학적 데이터의 공유를 얼마나 많이 가능하게 할지 고려할 때, 이 시스템에 개인정보 보호 기능을 설계에 반영하는 것이 매우 중요할 것이라고 덧붙였습니다.
연구자, 업계 리더, 정부 기관들이 궁극적인 표준화를 향해 나아가는 과정에서 사고를 다듬어 나가는 동안, 이 6G 가지 보안 옵션 모두에 대한 논의는 계속될 것입니다.
타파졸리는 “우리 모두는 6G 이 앞으로 어떤 역할을 할지에 대한 공통된 비전에 여전히 합의해야 한다”고 말했다. “그러면 우리에게 어떤 종류의 보안 및 개인정보 보호 조치가 필요한지 충분히 파악할 수 있을 것입니다.”
