일본 정보통신연구기구(NICT)와 미츠비시전기는 공동으로 양자암호 전송을 이용함으로써 휴대전화 단말기 사이의 통화가 도청이 불가능하도록 하는 것을 물리적으로 보증한 원타임패드 휴대전화 소프트웨어를 개발했다고 밝혔다. 광회선을 사용한 양자암호 전송으로 2자간 암호키를 배분하고, 통화자는 각각의 양자암호 배송장치에서 휴대전화에 암호키를 다운로드 하여 암호통신을 수행하는 방식이다. 통화의 암호화에 이용하는 암호키를 일회용화 함으로써 만일 단말기를 분실하거나 도난당한 경우에도 과거의 통화기록이 해독되지는 않는다.

현재의 휴대전화는 단말기와 기지국 사이의 무선통신구간을 암호화하여 도청을 방지하고 있으나, 기지국에서 일단 복호화 된 후에는 그 앞 단의 휴대전화 통신사업자가 운영하는 기지국간 유선통신 구간이나 사업자 사이를 접속하는 네트워크에서 도청될 가능성이 있다. 확실하게 도청을 방지하기 위해서는 단말기에서 암호화 되어 복호화하는 방법보다는 상대하는 단말기 사이의 전구간에서 암호화를 수행하는 것이 효과적이지만, 이러한 암호화 통신을 수행하기 위해서는 단말기 사이의 암호키를 안전하게 공유하는 기술이 반드시 필요하다.

이번 기술개발에서는 양자키 전송을 이용하여 암호키를 단말기 사이에서 공유하고 이 암호키를 이용하여 단말기 사이의 전구간에서 통화를 암호화 하는 휴대전화 소프트웨어를 개발하였다. 양자키 전송과 휴대전화를 연계함으로써 통화의 해독이 원리적으로 불가능한 휴대전화 소프트웨어를 개발한 것은 이번이 세계 최초이다. 이번 기술 개발의 상세한 내용은 다음과 같다.

(1) 통화를 암호화하기 위해 암호키의 공유를 양자키 전송방법을 이용하여 실현하였다. 양자키 전송은 도청을 즉각적으로 검지할 수 있으며, 물리학의 기본법칙에 의해 난수를 안전하게 공유할 수 있음이 보증되어 있다. 암호화에는 양자키 전송에서 공유한 난수를 암호키로 사용한다. 또한 암호키에는 암호화 하기 전의 데이터와 같은 길이의 암호를 사용하고, 한 번 사용한 암호키를 두 번 다시 사용하지 않은 원타임패드 암호 방식을 사용하고 있어 통화음성을 암호화 하는 기능을 단말기 상에서 동작하는 소프트웨어로 개발하였다.
(2) 암호키는 사용한 후 바로 단말기에서 소거할 수 있도록 하였다. 따라서 단말기 사이의 구간에서 통화가 기록되는 경우에도 암호키는 남아있지 않기 때문에 과거의 회화가 해독될 염려는 없다.

양 자키 전송은 해독이 불가능한 키공유기능을 실현한다. 현대암호라고 불리는 현재의 암호기술은 도청된 암호화 데이터의 해독에 막대한 시간이 필요하다는 점을 안전성의 근거로 제시하고 있다. 이 때문에 미래의 초고속 계산기가 출현하는 경우, 이러한 안전성이 위협받을 수 있다는 점이 지적되고 있다. 이에 비해 양자키 전송은 광자를 이용하여 데이터를 이동하기 때문에 도청되었다는 것은 반드시 검출할 수 있다는 특징을 가지고 있기 때문에 절대로 해독되지 않는 궁극적인 암호로서 그 실용화가 기대되고 있다.

이 번에 개발한 원타임패드 휴대전화 소프트웨어에서는 음성 데이터와 같은 길이의 암호키로암호화를 하기 때문에 긴 암호키를 필요로 한다. 가령 2자가 통화내용을 10분간 암호화 하기 위해서는 1,200,000바이트의 암호키를 사전 공유해 놓을 필요가 있다. 원타임패드 휴대전화는 암호키 전송용 PC를 통해 양자키 전송장치와 접속할 때 양자키 전송을 이용하여 공유한 난수를 원타임패드용 암호키로 보충한다. 또한 원타임패드에 사용하는 암호키는 일회용으로 하고 암호화 또는 복호처리가 종료된 시점에서 단말기에서 소거된다. 따라서 단말기의 분실이나 도난이 발생하였을 때 단말기에서 추출한 암호키를 이용하여 암호화 통화내용을 복화하는 도청은 불가능하다.

연구팀은 앞으로 3~5년후를 목표로 이번 원타임패드 휴대전화의 실용화를 목표로 하고 있다. 그림은 양자키 전송을 이용한 원타임패드 휴대전화의 의한 비밀 통신 방식의 설명도이다.