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논문 상세정보

동형암호적 양자계산이 가능한 양자오류정정부호 기법

Quantum Error Correction Code Scheme used for Homomorphic Encryption like Quantum Computation

초록

최근 엄청난 계산 능력을 보여주는 양자 컴퓨터와 정보 접근성이 높고 비용이 낮은 클라우드 컴퓨팅에 대한 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 양자 컴퓨터의 경우 양자오류정정부호가 필수적이며, 클라우드 컴퓨팅의 경우 보안성 및 계산성을 확보하기 위해 동형암호가 사용될 수 있다. 각각 다른 목적을 위해 사용되는 이 두 기법은 서로 비슷한 가정을 바탕으로 하고 있어, 양자오류정정부호를 기반으로 동형암호를 구성하는 연구들이 진행되어왔다. 따라서 본 논문에서는 일반적인 양자오류정정부호를 변형하여 동형암호적 양자정보처리가 가능한 기법을 제시한다. 기존의 양자오류정정부호를 이용한 동형암호기법의 경우 부호를 사용하였지만 오류정정 능력이 전혀 없는데 반해, 제시한 양자오류정정부호 기법을 사용하면 동형암호적 양자정보처리가 가능하면서도, 동시에 양자오류정정부호 본연의 기능인 양자정보의 연산, 저장 중의 오류를 정정할 수 있는 장점이 존재한다.

Abstract

Recently, developments on quantum computers and cloud computing have been actively conducted. Quantum computers have been known to show tremendous computing power and Cloud computing has high accessibility for information and low cost. For quantum computers, quantum error correcting codes are essential. Similarly, cloud computing requires homomorphic encryption to ensure security. These two techniques, which are used for different purposes, are based on similar assumptions. Then, there have been studies to construct quantum homomorphic encryption based on quantum error correction code. Therefore, in this paper, we propose a scheme which can process the homomorphic encryption like quantum computation by modifying the QECCs. Conventional quantum homomorphic encryption schemes based on quantum error correcting codes does not have error correction capability. However, using the proposed scheme, it is possible to process the homomorphic encryption like quantum computation and correct the errors during computation and storage of quantum information unlike the homogeneous encryption scheme with quantum error correction code.

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
동형암호
동형암호를 사용하면 어떤 원리로 클라우드 컴퓨팅 상의 안전성 문제를 해결할 수 있게 되는가?
암호화 된 상태에서 연산한 결과값을 복호화했을 때, 평문 상태에서 연산한 결과와 동일한 값을 얻을 수 있다.

동형암호란 간단히 말해 암호화된 데이터를 복호화를 하지 않고도 연산이 가능한 암호화 기법을 말한다. 즉, 암호화 된 상태에서 연산한 결과값을 복호화했을 때, 평문 상태에서 연산한 결과와 동일한 값을 얻을 수 있다. 따라서 동형암호를 사용하면 클라우드 컴퓨터에 암호키를 제공하지 않고도 연산이 가능하며, 클라우드 컴퓨팅 환경에서 발생하는 보안 문제를 해결할 수 있다.

클라우드 컴퓨팅
클라우드 컴퓨팅은 어떤 장점을 가지는가?
초기 구축 비용이 적고, 다양한 기기가 단말로 사용될 수 있으며 일관된 사용자 환경을 구축 가능하다

최근 데스크톱, 태블릿, 랩톱, 스마트폰 등 다양한 기기들이 인터넷에 연결이 가능해지면서 클라우드 컴퓨팅이 보편화 되어가고 있다. 클라우드 컴퓨팅은 초기 구축 비용이 적고, 다양한 기기가 단말로 사용될 수 있으며 일관된 사용자 환경을 구축 가능하다는 장점이 있다.

클라우드 컴퓨팅
클라우드 컴퓨팅은 무엇인가?
인터넷을 통해 가상화된 컴퓨터의 연산 자원을 사용할 수 있는 것

여기서 클라우드 컴퓨팅이란 인터넷을 통해 가상화된 컴퓨터의 연산 자원을 사용할 수 있는 것을 말한다[12]. 즉 이용자의 정보를 자신의 컴퓨터가 아닌 클라우드에 연결된 다른 컴퓨터로 처리하는 기술이다.

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참고문헌 (24)

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