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단일광자 생성, 검출 및 양자암호통신 응용 원문보기

광학과 기술 = Optical science and technology, v.18 no.2, 2014년, pp.18 - 25  

김용수 (한국과학기술연구원 나노양자정보연구센터) ,  최유준 (한국과학기술연구원 나노양자정보연구센터) ,  이민수 (한국과학기술연구원 나노양자정보연구센터) ,  권오성 (한국과학기술연구원 나노양자정보연구센터) ,  한상욱 (한국과학기술연구원 나노양자정보연구센터) ,  문성욱 (한국과학기술연구원 나노양자정보연구센터)

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문제 정의

  • 특히 한국과학기술연구원(KIST)에서 개발한 QKD 시스템과 이 시스템에서 실제로 사용된 단일광자 생성 및 검출 기술을 소개할 것이다. 거기에 덧붙여 QKD 시스템 장비(Device)의 결함을 이용하여 도청을 시도하는 일련의 양자 공격에 대해서도 간략하게 소개할 것이다.
  • 본 고에서는 QKD 시스템과 이를 구성하는 핵심 기술인 단일광자 생성 및 검출기술에 대하여 알아보았다. 또한 QKD를 구현하는 장비의 불완전성을 이용한 주요한 양자 공격에 대해서도 살펴보았다. QKD는 이론적으로 완벽하지만 실용화를 위해서는 아직 넘어야 할 산이 많이 남아있다.
  • 본 고에서는 QKD 시스템과 이를 구성하는 핵심 기술인 단일광자 생성 및 검출기술에 대하여 알아보았다. 또한 QKD를 구현하는 장비의 불완전성을 이용한 주요한 양자 공격에 대해서도 살펴보았다.
  • 본 고에서는 양자암호통신을 구성하는 한 축으로, 양자정보통신의 최초 활용 사례인 QKD의 원리에 대하여 소개하고 이를 구성하기 위한 단일광자 생성과 검출에 대해 이야기할 것이다. 특히 한국과학기술연구원(KIST)에서 개발한 QKD 시스템과 이 시스템에서 실제로 사용된 단일광자 생성 및 검출 기술을 소개할 것이다.
  • 본 고에서는 양자암호통신을 구성하는 한 축으로, 양자정보통신의 최초 활용 사례인 QKD의 원리에 대하여 소개하고 이를 구성하기 위한 단일광자 생성과 검출에 대해 이야기할 것이다. 특히 한국과학기술연구원(KIST)에서 개발한 QKD 시스템과 이 시스템에서 실제로 사용된 단일광자 생성 및 검출 기술을 소개할 것이다. 거기에 덧붙여 QKD 시스템 장비(Device)의 결함을 이용하여 도청을 시도하는 일련의 양자 공격에 대해서도 간략하게 소개할 것이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
현대 사회에서 정보 보안의 중요성이 부각된 이유는 무엇인가? 정보 보안은 오래 전부터 중요한 이슈로 여겨졌지만 정보화 시대를 맞이한 현대 사회에서는 다른 어느 때 보다 그 중요성이 부각되고 있다 컴퓨터와 스마트폰을 통해 어디에서든 인터넷을 이용한 정보 검색, 금융, 인터넷 상거래가 가능한 정보화 시대의 이면에는 도청이나 해킹, 스미싱 등에 의한 정보 보안의 위협이 항상 존재한다.
유사 단일광자 상태를 이용한 QKD의 안전성이 가지는 본질적인 한계는 무엇인가? 하지만 펄스당 평균 광자수가 줄어들면 수신자가 성공적으로 광신호를 받을 확률이 낮아져 비밀키 분배 속도가 감소한다. 더욱이 펄스당 평균 광자수를 아무리 줄여도 두 개 이상의 광자가 하나의 펄스에 존재할 확률은 항상 존재하며, 이는 PNS 공격에 이용될 수 있다. 이러한 유사 단일광자 상태를 이용한 QKD의 안전성이 가지는 본질적인 한계는 미끼상태(Decoy state)를 이용함으로써 극복할 수 있다.
RSA 암호는 어떤 사실에 기인하여 개발되었는가? 공개키 암호의 안전성은 계산의 복잡성에 기반한다. 공인인증 체계에서 널리 쓰이고 있는 RSA 암호는 두 개의 큰 수의 곱은 쉽게 계산할 수 있지만, 그 반대 과정인 소인수분해는 무척 어려운 연산이라는 사실을 이용하여 만든 암호다. 이처럼 수학적 연산의 어려움에 기반한 공개키 암호의 안전성은 새로운 연산 알고리즘이나 컴퓨팅 파워의 증가에 위협을 받는다.
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