Sachverhalt:
A. X._ befindet sich seit dem 3. April 1997 vornehmlich in der Strafanstalt Pöschwies im Verwahrungsvollzug. Mit Verfügung vom 25. November 1999 wurden ihm unbegleitete zwölfstündige Beziehungsurlaube bewilligt. Aufgrund einer Anordnung des Vorstehers der Direktion der Justiz des Kantons Zürich, die im Zusammenhang mit dem Urlaubsmissbrauch eines verwahrten Mitinsassen ergangen war, sistierte das Amt für Justizvollzug am 4. September 2006 die X._ gewährten unbegleiteten Urlaube bis auf weiteres. Gleichzeitig wurde eine Überprüfung der bisher bewilligten Vollzugslockerungen angeordnet. Am 25. Juli 2007 widerrief das Amt für Justizvollzug die Verfügung vom 25. November 1999 und damit die Bewilligung für unbegleitete zwölfstündige Urlaube. Einen dagegen gerichteten Rekurs wies die Direktion der Justiz am 30. Oktober 2007 ab (Ziff. I des Dispositives), wobei sie X._ die Verfahrenskosten auferlegte (Ziff. II des Dispositives).
B. X._ wendet sich am 2. Dezember 2007 mit Beschwerde in Strafsachen an das Bundesgericht. Er beantragt, es seien die Dispositivziffern I und II der Verfügung der Direktion der Justiz vom 30. Oktober 2007 sowie die Dispositivziffer I der Verfügung des Amtes für Justizvollzug vom 25. Juli 2007 aufzuheben.
C. Die Direktion der Justiz und das Amt für Justizvollzug beantragen am 4. bzw. am 20. März 2008 die Abweisung der Beschwerde. Zur Begründung seines Antrags verweist das Amt für Justizvollzug unter anderem auf das Gutachten der Psychiatrischen Universitätsklinik Zürich vom 17. Dezember 2007, welches im Zusammenhang mit der Überprüfung der nach altem Recht angeordneten Verwahrung des Beschwerdeführers gemäss Ziff. 2 Abs. 2 der Schlussbestimmungen StGB erstellt wurde.

Erwägungen:
1. Der angefochtene Entscheid der Justizdirektion, gegen den das geltende kantonale Verfahrensrecht kein Rechtsmittel zulässt, ist kantonal letztinstanzlich im Sinne von <ref-law>. Dies trifft für die Verfügung des Amts für Justizvollzug nicht zu. Soweit der Beschwerdeführer die Aufhebung auch dieser Verfügung verlangt, ist auf die Beschwerde deshalb nicht einzutreten. Der Entscheid über die Nichtgewährung von (unbegleitetem) Hafturlaub ist eine Strafsache gemäss <ref-law>. Die Beschwerde in Strafsachen ist damit gegeben. Der Beschwerdeführer ist auch befugt, sie zu erheben, da er durch den genannten Entscheid in seinen rechtlich geschützten Interessen betroffen ist (<ref-law>). Er wirft der Justizdirektion Willkür bei der Sachverhaltsfeststellung vor (<ref-law>) und rügt eine Verletzung der persönlichen Freiheit (<ref-law>) und des Schutzes der Privatsphäre (<ref-law>) sowie eine unrichtige Anwendung von <ref-law>. Diese Rügen sind zulässig (<ref-law>).
2. Gemäss <ref-law> gilt für die Beziehungen des Eingewiesenen zur Aussenwelt <ref-law> sinngemäss. Die Gewährung von Hafturlauben ist mit dem Inkrafttreten des neuen Allgemeinen Teils des Strafgesetzbuches am 1. Januar 2007 in <ref-law> bundesrechtlich geregelt worden. Danach ist dem Gefangenen "zur Pflege der Beziehungen zur Aussenwelt, zur Vorbereitung seiner Entlassung oder aus besonderen Gründen in angemessenem Umfang Urlaub zu gewähren, soweit sein Verhalten im Vollzug dem nicht entgegensteht und keine Gefahr besteht, dass er flieht oder weitere Straftaten begeht". Da nach <ref-law> die Bestimmungen des neuen Rechts über das Vollzugsregime von Strafen und Massnahmen auch auf Täter anzuwenden sind, die wie der Beschwerdeführer nach bisherigem Recht verurteilt wurden, hat die Justizdirektion die vorliegende Beschwerdesache richtigerweise nach neuem Recht beurteilt.
Nach der bundesgerichtlichen Rechtsprechung folgt aus dem Grundrecht der persönlichen Freiheit kein Anspruch auf die Gewährung von Hafturlauben. Allerdings dürfen die Beschränkungen der Freiheitsrechte von Gefangenen nicht über das hinausgehen, was zur Gewährleistung der Haftzwecke und zur Aufrechterhaltung eines ordnungsgemässen Gefängnisbetriebs erforderlich ist (<ref-ruling> E. 2b S. 204 mit Hinweis). Der Schutzbereich der persönlichen Freiheit gemäss <ref-law> überschneidet sich mit demjenigen der Privatsphäre gemäss <ref-law> (vgl. dazu auch <ref-ruling> E. 5). Wird ein Urlaubsgesuch verweigert, weil die tatsächlichen Voraussetzungen unzutreffend beurteilt werden, kann das gegen das in <ref-law> verankerte Willkürverbot verstossen. Willkürlich ist die Beweiswürdigung und damit die Sachverhaltsfeststellung, wenn das Gericht den Sinn und die Tragweite eines Beweismittels offensichtlich verkennt, wenn es ein solches ohne ernsthafte Gründe ausser Acht lässt, obwohl es erheblich ist, und schliesslich wenn es aus getroffenen Beweiserhebungen unhaltbare Schlüsse zieht (<ref-ruling> E. 2.1).
3. Die Justizdirektion erwägt im angefochtenen Entscheid, der Beschwerdeführer habe Delikte begangen, welche die sexuelle Integrität von Kindern in schwerwiegender Weise beeinträchtigt hätten. Das öffentliche Interesse an der richtigen Anwendung von <ref-law>, wonach Urlaub nur zu gewähren sei, wenn keine Rückfallgefahr bestehe, sei deshalb sehr hoch. Demgegenüber sei das Interesse des Beschwerdeführers an der Aufrechterhaltung der Verfügung vom 25. November 1999 insbesondere auch deshalb als weniger gewichtig einzustufen, weil er nach wie vor begleitete Beziehungsurlaube absolvieren könne. Damals, d.h. als die Verfügung betreffend unbegleitete Urlaube erlassen worden sei, habe man die Entwicklung des Beschwerdeführers im Sinne einer Reduktion der Rückfallgefahr positiv beurteilt. Dieses Ergebnis sei auch durch Dr. A._ im Gutachten vom 21. August 2001 bestätigt worden. Zwischenzeitlich habe man die Legalprognose anhand von FOTRES noch einmal beurteilt. Es habe sich dabei ergeben, dass beim Beschwerdeführer "von einer deutlichen strukturellen Rückfallgefahr auszugehen und das aktuelle Rückfallrisiko (dynamische Risikoverminderung) genau so hoch wie die strukturelle Rückfallgefahr" sei. Im Vergleich zur Sachlage vom 25. November 1999 sei damit von veränderten Verhältnissen insofern auszugehen, als sich das Rückfallrisiko beim Beschwerdeführer seit der Anordnung der Verwahrung nicht vermindert habe, sondern nach wie vor sehr hoch sei. Unter diesen Umständen seien unbegleitete Hafturlaube nicht mehr zu verantworten, auch wenn die FOTRES-Bewertungen nicht konkret Bezug nähmen auf die Rückfallgefährlichkeit des Beschwerdeführers im Rahmen von zwölfstündigen unbegleiteten Urlauben.
4. Zu prüfen ist, ob im zu beurteilenden Fall zulässigerweise von einer Rückfallgefahr im Sinne von <ref-law> ausgegangen werden durfte.
4.1 Der Beschwerdeführer kritisiert in diesem Zusammenhang, dass die Justizdirektion das Rückfallrisiko in willkürlicher Weise unter alleiniger Berücksichtigung der FOTRES-Bewertungen beurteilt habe, wiewohl er wiederholte Male auf Vollzugslockerungen hin überprüft worden und ihm in diesem Rahmen stets gewisse Fortschritte attestiert worden seien. Negative Veränderungen in Bezug auf seine Rückfallgefährlichkeit seien nie festgestellt worden. Während sieben Jahren, vom 25. November 1999 bis zum 4. September 2006, habe er denn auch, ohne je Anlass zu Beanstandungen gegeben zu haben, regelmässig unbegleitete Urlaube von 12 Stunden ausgeübt. Die bisherige Urlaubsregelung habe sich mithin bewährt. Die Bewertung des Rückfallrisikos durch FOTRES vermöge an diesem Ergebnis nichts zu ändern. Abgesehen davon, dass es sich zur Gefahr von Rückfällen im Rahmen von unbegleiteten zwölfstündigen Hafturlauben überhaupt nicht äussere, sei FOTRES nicht mehr als ein standardisiertes computergesteuertes System zur Erfassung und Dokumentation von Daten, welches ein psychiatrisches Gutachten in keiner Weise zu ersetzen vermöge.
4.2 Die Einwände des Beschwerdeführers erweisen sich als berechtigt. Wie er zu Recht geltend macht, handelt es sich bei FOTRES (forensisch operationalisiertes Therapie-Risiko-Evaluationssystem) im Rahmen der Weiterentwicklung klinischer Instrumente und Dokumentationssysteme um eine Prognosemethode, die dem Gutachter im Sinne einer Beurteilungshilfe dazu dienen soll, möglichst umfassende und damit auch treffsichere Prognosebeurteilungen im Einzelfall vorzunehmen. Prognoseinstrumente sind für die Praxis von grosser Bedeutung. In der Literatur wird allerdings davor abgeraten, die individuelle Gefährlichkeitsprognose alleine oder auch nur überwiegend anhand von formalisierten Prognoseinstrumenten zu beurteilen (statt vieler Norbert Leygraf, Die Begutachtung der Gefährlichkeitsprognose, in Venzlaff/Foerster [Hrsg.] Psychiatrische Begutachtung, 4. Aufl., München 2004, S. 438 ff., 444; Steffen Lau, Zum Umgang mit gefährlichen Menschen, Monatsschrift für Kriminologie und Strafrechtsreform [MschrKrim] 87/2004, S. 451 ff., 454). Zur individuellen Prognose bedarf es über die Anwendung derartiger Instrumente hinaus deshalb zusätzlich einer differenzierten Einzelfallanalyse durch einen Sachverständigen (Norbert Nedopil, Prognosen in der Forensischen Psychiatrie, 2005, S. 127). Denn jedes Instrument - so auch FOTRES - kann nur ein Hilfsmittel sein, um die Prognosebeurteilungsfähigkeiten eines Untersuchers zu entwickeln, zu fördern und in die Form eines transparenten und nachvollziehbaren Entscheidungsgangs zu bringen. Es ist aber nicht in der Lage, die persönliche Beurteilungskompetenz des Untersuchers zu ersetzen (so Frank Urbaniok, FOTRES, 2. Aufl., 2007, S. 45). Somit hängt die Qualität der Risikoeinschätzung auch bei Anwendung von Prognoseinstrumenten letztlich in erster Linie von der Erfahrung und Kompetenz des Sachverständigen ab (Norbert Nedopil, Forensische Psychiatrie: Klinik, Begutachtung und Behandlung zwischen Psychiatrie und Recht, 3. Aufl., Stuttgart 2007, S. 301; vgl. zum Ganzen eingehend Marianne Heer, Basler Kommentar, Basel 2007, Art. 64 N. 70-72).
4.3 Die Vorinstanz stützt sich bei der Beurteilung der Rückfallgefährlichkeit des Beschwerdeführers einzig auf die bei den Akten liegenden FOTRES-Bewertungen und damit im Wesentlichen ausschliesslich auf die Resultate eines "Prognoseinstruments". Eine differenzierte individuelle Analyse der Risikoeinschätzung durch einen Sachverständigen fehlt vorliegend. Zwar lassen sich den fraglichen FOTRES-Bewertungen Interpretationen der Ratingergebnisse der das Computer-System bedienenden Anwender entnehmen. Diese Interpretationen erschöpfen sich vorliegend allerdings in standardisierten Aussagen zu den einzelnen Beurteilungsebenen, etwa dem strukturellen Rückfallrisiko, ohne dass dabei nachvollzieh- und damit überprüfbar aufgezeigt würde, aufgrund welcher Informationsgrundlagen und Datenselektionen die Bewertung der Einzelmerkmale und letztlich die prognostische Beurteilung erfolgt ist. Schon deshalb erscheint hier das alleinige Abstellen der Justizdirektion auf die FOTRES-Bewertungen als nicht vertretbar.
4.4 Dazu kommt, dass die vorliegenden FOTRES-Bewertungen die prognostische Fragestellung nicht enthalten. Sie sprechen sich zwar zur generellen Wahrscheinlichkeit eines kriminellen Rückfalls durch den Beschwerdeführer aus, nehmen aber zur hier einzig interessierenden Frage seiner Rückfallgefährlichkeit im Rahmen von Vollzugslockerungen nicht Stellung. Obschon es bei der Urlaubs- oder Lockerungsprognose ebenfalls um die Vermeidung gefährlicher Verhaltensweisen während Freiheitsgewährung geht, unterscheidet sich die genannte Prognose doch in ganz wesentlichen Aspekten - wie etwa hinsichtlich der zeitlichen Befristung oder der sozialen Kontrolle der Freiräume - von der Beurteilung einer Legalprognose beispielsweise im Rahmen einer Entlassung aus dem Massnahmenvollzug (vgl. Norbert Nedopil, Prognosen in der Forensischen Psychiatrie, 2005, 131 ff.; siehe auch Manfred Warmuth, Die Prognose von Urlaub und Ausgang - ein Vergleich zwischen Massregelpatienten und Strafgefangenen, Recht und Psychiatrie 12/1994, 15 ff., 16). Erkenntnisse über die (allgemeine) Legalprognose lassen sich folglich nicht unbesehen auf die Lockerungs- oder Urlaubsprognose übertragen. Die Auffassung der Justizdirektion, wonach es unerheblich sei, dass sich die FOTRES-Bewertungen zur Rückfallgefahr des Beschwerdeführers im Rahmen von unbegleiteten zwölfstündigen Urlauben nicht konkret äusserten, ist demnach verfehlt. Das zeigt nicht zuletzt auch das bei den Akten liegende Gutachten von Dr. A._ vom 21. August 2001. Danach ist beim Beschwerdeführer die Gefahr von Deliktshandlungen im Sinne der Anlasstaten zwar weiterhin gegeben. Doch wird das Risiko im Rahmen von Beurlaubungen angesichts des überschaubaren Zeitraums als gering eingeschätzt, zumal der Beschwerdeführer durchaus über gewisse Möglichkeiten der Impulssteuerung verfüge (Gutachten, S. 57 und 59). Eine Auseinandersetzung mit dieser differenzierten gutachtlichen Gefährlichkeitsbeurteilung lässt sich den FOTRES-Bewertungen ebenfalls nicht entnehmen. Auch vor diesem Hintergrund erweisen sich die vorliegenden FOTRES-Bewertungen als Beurteilungsgrundlagen als mangelhaft.
4.5 Die Justizdirektion hat bei ihrer Entscheidfindung einzig auf die erwähnten FOTRES-Bewertungen abgestellt. Weder hat sie das Gutachten von Dr. A._ vom 21. August 2001 in ihre Würdigung mit einbezogen, wiewohl sich eine Auseinandersetzung mit dessen Gefährlichkeitseinschätzung aufgedrängt hätte, noch hat sie die Empfehlung der Fachkommission des Ostschweizer Strafvollzugskonkordats vom 6. November 2006 (siehe dazu <ref-law>) mitberücksichtigt, welche die Gewährung von unbegleiteten zwölfstündigen Beziehungsurlauben für weiterhin vertretbar erklärte (kantonale Akten, 291). Schliesslich hat sie auch dem Umstand, dass die bisherige Urlaubsregelung während sieben Jahren problem- und anstandslos verlief, keinerlei Gewicht beigemessen. Unter diesen Umständen erweist sich ihr einseitiges Abstellen auf die hier unzureichenden FOTRES-Bewertungen als willkürlich.
4.6 Der Justizdirektion ist demnach bei der Bejahung der Rückfallgefährlichkeit des Beschwerdeführers Willkür vorzuwerfen. Die Beschwerde erweist sich insofern als begründet. Die weiteren Rügen betreffend die Verletzung von Art. 10 Abs. 2 und 13 BV sowie von <ref-law> i.V.m. <ref-law> müssen folglich nicht behandelt werden.
5. Die Beschwerde ist damit gutzuheissen, soweit darauf eingetreten werden kann, die angefochtene Verfügung der Justizdirektion ist aufzuheben und die Sache zur neuen Entscheidung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Diese wird durch einen Sachverständigen die Rückfallgefährlichkeit des Beschwerdeführers im Rahmen von unbegleiteten zwölfstündigen Urlauben im Sinne einer individuellen Prognose abklären lassen müssen. Das Gutachten der Psychiatrischen Universitätsklinik Zürich vom 17. Dezember 2007 wird die Vorinstanz bei ihrer Neubeurteilung, soweit relevant, mit zu berücksichtigen haben. Da insoweit keine offensichtlich unrichtige Sachverhaltsfeststellung im Sinne von <ref-law> vorliegt, kommt eine Ergänzung des Sachverhalts nicht in Betracht (vgl. Beschwerdeschrift, S. 10).
Bei diesem Ausgang des Verfahrens sind keine Kosten zu erheben (<ref-law>). Der Kanton Zürich hat dem Beschwerdeführer für das bundesgerichtliche Verfahren eine angemessene Parteientschädigung auszurichten (Art. 68 Abs. 1 und 2 BGG), die seinem Rechtsvertreter zuzusprechen ist. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird gegenstandslos.

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird gutgeheissen, soweit darauf einzutreten ist, die angefochtene Verfügung der Direktion der Justiz und des Innern des Kantons Zürich vom 30. Oktober 2007 wird aufgehoben und die Angelegenheit zur neuen Entscheidung an die Vorinstanz zurückgewiesen.
2. Es werden keine Kosten erhoben.
3. Der Kanton Zürich hat Rechtsanwalt Benno Lindegger für das bundesgerichtliche Verfahren eine Parteientschädigung von Fr. 3'000.-- zu bezahlen.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und der Direktion der Justiz und des Innern des Kantons Zürich schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 9. April 2008
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Die Gerichtsschreiberin:
Schneider Arquint Hill