초록 ▼

□ 연구개요
○ 측정 장치 공격에 상관없이 안전한 양자개체인증 시스템
- 사용자 신원의 정당성을 보장하거나 사용자를 가장한 제 3자의 존재 여부를 검증하는 개체인증은 안전한 통신을 위해 반드시 선행되어야 하며, 동일하게 안전한 양자통신을 위해서는 양자개체인증은 필수적임
- 대표적인 양자 시스템 공격 방법인 측정 장치에 대한 양자해킹의 원천적인 해결책인 측정 장치 독립적(measurement-device-independent) 아키텍처를 기반한 측정 장치 독립적 상호 양자개체인증 프로토콜을 제안함
- 또한 실험실

□ 연구개요
○ 측정 장치 공격에 상관없이 안전한 양자개체인증 시스템
- 사용자 신원의 정당성을 보장하거나 사용자를 가장한 제 3자의 존재 여부를 검증하는 개체인증은 안전한 통신을 위해 반드시 선행되어야 하며, 동일하게 안전한 양자통신을 위해서는 양자개체인증은 필수적임
- 대표적인 양자 시스템 공격 방법인 측정 장치에 대한 양자해킹의 원천적인 해결책인 측정 장치 독립적(measurement-device-independent) 아키텍처를 기반한 측정 장치 독립적 상호 양자개체인증 프로토콜을 제안함
- 또한 실험실 환경에서 제안하는 프로토콜을 구현하기 위해 복잡한 제어시스템 없이도 구현이 가능한 play&plug 방식을 기반한 실험 셋업을 구현함
- 이어서 실험실 환경에서 구현한 프로토콜을 deployed 광통신망을 이용하여 실환경 검증을 수행함

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 연구 목표: 측정 장치 공격에 상관없이 안전한 양자개체인증 프로토콜 개발 및 실험 검증
- 측정 장치 공격에 상관없이 안전한 양자개체인증 프로토콜을 제안하고 그 안전성 분석함
- 제안한 프로토콜을 실험실 환경에서 구현하고 검증함
- 이어서 25km 이상의 통신 거리에 대해 실환경에서 검증함

해당 목표를 모두 수행하고, 최종적으로 31.284 km의 광통신망을 통한 측정 장치 독립적 상호 양자개체인증 시스템을 구현함. 44.75 %의 visibility를 확인함으로써 통신구성원들의 두 광 펄스의 구분 불가능성을 검증하고, quantum bit error rate를 검증함으로써 인증과정의 mismatching 에러가 크지 않음을 확인함. 복잡한 제어 시스템 없이도 구현이 가능한 play&plug 방식을 기반하며, 광학 소자의 기본 특성에 의해 외부환경의 영향을 받는 요인을 제거하여 31 km보다 장거리에서 양자개체인증을 수행할 수 있음

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 현재 기초연구단계인 양자개체인증 프로토콜을 실제 deployed 광통신망을 이용하여 구현하고 안전성을 검증함으로써 양자개체인증이 추가된 양자암호 시스템에 대한 가능성을 제시함
- 양자해킹에도 안전한 측정 장치 독립적 상호 양자개체인증 시스템을 효율적으로 구현하여 차세대 양자개체인증 기술 시장을 선도할 수 있을 뿐 아니라 조기 실용화 가능가 가능할 것으로 기대됨
- 측정 장치 독립적 상호 양자개체인증 연구를 대규모 star topology 양자 네트워크 및 양자 인터넷 연구로 확장이 가능하여 다가오는 양자정보통신 시대에 선도적인 기술 역량을 확보할 수 있음

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발의 목적 ... 4
• 2) 연구개발의 필요성 ... 4
• 3) 연구개발의 범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 가. 1차년도 ... 5
• 나. 2차년도 ... 8
• 다. 3차년도 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과 (연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 1) 양자개체인증을 위한 연구의 확장성 ... 16
• 2) 다가오는 양자정보통신 시대에 선도적인 기술 역량 확보 ... 16
• 3) 양자정보 기술의 실용화에 대한 가능성 제시 ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 1) 후속연구 창출 및 기술이전 ... 16
• 6. 참고문헌 ... 17
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 19
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 21
• 끝페이지 ... 31