온전한 장치 독립 양자키분산 시스템

전문가 제언

○ 현재의 양자암호화(quantum cryptography) 시스템은 광자 하나에 편광과 위상차를 부여하여 신호를 암호화하여 통신한다. 암호화된 신호는 양자 얽힘(quantum entanglement)되어 있기 때문에 도중에 해커가 시스템에 끼어들면 신호가 흔들리게 되어 침입자를 식별할 수 있는 QKD(quantum key distribution) 시스템이다. 그런데 포톤검출 장치가 도청자가 침입할 수 있는 통로 구실을 하면서 해커들이 침입한 사례가 보고됨으로써 QKD 프로토콜을 적용하는 시스템에 걸림돌이 되었다.

 

○ 그리하여 QKD 프로토콜을 이용하면서도 해킹을 차단할 수 있는 장치 독립 QKD(measurement-device-independent)방식의 암호와 방식을 실현하기 위한 연구경쟁이 미국, 유럽, 중국, 싱가포르를 중심으로 활발하게 이루어지고 있다. 최근에는 Berkeley 대학의 Umesh Vazirani 연구그룹이 일반적인 코히런트(coherent)공격을 격퇴할 수 있는 Ekert's 프로토콜을 보완한 새로운 프로토콜로 도청자의 공격을 막을 수 있는 장치 독립 양자키분산 시스템(DIQKD)을 제시하고 입증한 결과를 PRL 113(14)호에 발표하였다.

 

○ Vazirani 연구그룹이 제안한 프로토콜은 장치의 출력으로부터 Bell-CHSH 부등식을 범하는지를 판단하여 결정하는 것이다. 만약 Alice와 Bob의 양자 상태가 최대로 양자 얽힘 상태가 되면 다른 상태와 양자 얽힘 상태를 공유할 수 없는 소위 일부일처(monogamous)특성을 갖는다. 이 상태에서는 Eve는 Alice와 Bob의 측정결과를 공유할 수 없다. Eve의 침입을 차단하게 된다.

 

○ 국내에서 양자암호 연구는 ETRI와 KAIST, 포항공대, 고등과학원 등을 중심으로 주로 이론연구가 수행되고 있다. ETRI는 2006년부터 기초기술구현부터 상용화 단계에까지 양자암호와 기술축적에 공헌하고 있다. 기업에서는 SK 텔레콤이 2015년 양자암호키 생성기 상용화제품을 목표로 개발과정에 있다. 금년 10월 부산에서 개최된 WIS에서 50㎞ 거리에서 10kbps 속도로 암호키 생성 시제품을 시연하였다. 국내의 양자암호화 통신시대를 앞당길 수 있는 발판을 마련한 것으로 평가된다.

저자

Umesh Vazirani et al

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2014

권(호)

113(14)

잡지명

Physical Review Letters

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

14050101~14050106

분석자

윤*중

분석물

• 온전한 장치 독립 양자키분산 시스템.pdf [324,130 byte]

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