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연속 변수를 이용한 양자 키 분배 시스템의 보안성 증폭
Privacy Amplification of Quantum Key Distribution Systems Using Continuous Variable 원문보기

한국위성정보통신학회논문지 = Journal of satellite, information and communications, v.11 no.3, 2016년, pp.1 - 5  

이선의 (광운대학교 전파공학과 소속 유비쿼터스 통신 연구실) ,  김진영 (광운대학교 전파공학과 소속 유비쿼터스 통신 연구실)

초록
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연속 양자 변수를 이용한 QKD 시스템은 높은 키 생성률을 보장하는 실질적인 솔루션으로 고려되어져 왔다. 불연속 QKD 시스템과 연속 변수 QKD 시스템의 차이를 설명한다. 연속 변수가 불확정성의 원리를 만족하는 이론을 설명하고 이를 검출하기 위한 호모다인 검출기의 원리를 설명한다. 이를 이용하여 QKD시스템에서 비밀키의 길이가 변화는 과정을 설명하고 보안성 증폭을 위하여 노출되는 키의 정보량을 알아본다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The continuous variable quantum key distribution has been considered to have practical solution to provide high key rate. This paper explains the difference between DV-QKD and CV-QKD schemes. It describes CV-QKD as a theory that satisfies the uncertainty principle using continuous variable and homod...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 양자 키 분배 시스템에서는 두 통신자 사이의 에러를 정정할 수 있고 도청자가 에러 정정 후의 정보를 모르게 할 수 있다. 본 논문에서는 에러 정정 후의 보안성 증폭을 위하여 엘리스와 밥 그리고 이브간의 정보량의 조건을 비교한다. 또한 연속 변수 양자 키 분배 방식의 과정을 살펴본다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
연속 변수를 사용한 양자 키 분배 시스템의 장점은 무엇인가? 연속 변수(Continuous Variable)를 사용한 양자 키 분배(Quantum Key Distritbution) 시스템은 높은 모듈레이션 성능과 검출 속도를 가지고 있어 양자 통신의 실용적인 연구 분야로 주목 받고 있다. 불연속 양자 변수를 사용하는 시스템은 single photon 발생 시키고 측정해야 하기 때문에 기술적으로 극복해야할 문제들이 많지만 연속 변수는 레이저 빔의 진폭 및 위상을 사용하여 구현이 쉬운 장점이 있다.
연속 변수를 사용한 시스템에서 양자 관성 노이즈를 활용하여 정보를 보호할 때 발생할 수 있는 문제점은? single photon을 사용한 시스템과 달리 양자 관성 노이즈를 활용하여 도청자로부터 정보를 보호한다[6]. 하지만 이와 같은 특징으로 인하여 서로 공증된 사용자간의 노이즈를 유발한다. 이 에러를 보정하기 위하여 기존의 에러 정정 부호를 사용하는 데 전송자 엘리스와 수신자 밥 사이의 에러를 정정할 수 있고 일부 정보를 도청자인 이브로부터 비밀키를 보존할 수 있다.
Homodyne detector란 무엇인가? Homodyne detector는 양자 광학 장치의 하나로 연속 변수를 측정할 수 있는 장치이다. 여기서 쿼드러처 연산자는 조화 진동자의 생성 연산자와 소멸 연산자의 선형 결합을 말한다.
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참고문헌 (8)

  1. D. Gottesman and J. Preskill, "Secure quantum key distribution using squeezed states," Phys. Rev. A, vol. 63, p. 022309, 2001. 

  2. C. Silberhorn, N. Korolkova, and G. Leuchs, "Quantum key distribution with bright entangled beams," Phys. Rev. Lett., vol. 88, p. 167902, 2002. 

  3. R. Namiki and T. Hirano, "Practical limitations for continuous-variable quantum cryptography using coherent states," Phys. Rev. Lett., vol. 92, p. 117901, 2004. 

  4. S. Y. Chung, G. D. Forney, T. J. Richardson, and R. Urbanke, "On the design of low-density parity-check codes within 0.0045 dB of the Shannon limit," IEEE Commun. Lett., vol. 5, no. 2, pp. 58-60, Feb. 2001. 

  5. G. Van Assche, J. Cardinal, and N. J. Cerf, "Reconciliation of a quantum-distributed Gaussian key," IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 50, no. 2, pp. 394-400, Feb. 2004. 

  6. M. Heid and N. Lukenhaus, "Efficiency of coherent state quantum cryptography in the presence of loss: Influence of realistic error correction," Phys. Rev. A, vol. 73, pp. 052316-1-052316-7, 2006. 

  7. U. M. Maurer and S. Wolf, "Secret-key agreement over unauthenticated public channels-Part III: Privacy amplification," IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 49, no. 4, pp. 839-851, Apr. 2003. 

  8. F. Grosshans, G. Van Assche, J. Wenger, R. Brourl, N. J. Cerf, and P. Grangier, "Quantum key distribution using Gaussian-modulated coherent states," Nature, vol. 421, pp. 238-241, Jan. 2003. 

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