• Title/Summary/Keyword: 양자 통신

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Implementation and performance analysis of authentication and key exchange protocol with post-quantum cryptography in grid computing system (그리드 컴퓨팅 시스템에서의 양자내성암호 기반 사용자 인증 및 키 교환 프로토콜 구현 및 성능 측정)

  • Jae-Yeong Han;Je-Hyun Hwang;Jae-Seok Lee;Young-Jun Lee;In-Hee Lee;Je-Won Lee;Sung-Wook Kim
    • Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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    • 2024.01a
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    • pp.427-430
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    • 2024
  • 본 논문에서는 그리드 컴퓨팅에서의 안전한 통신을 위한 양자내성암호 기반 사용자 인증 및 키 교환 프로토콜을 구현하고 성능을 측정한다. 디지털 서명을 통해 사용자를 검증하고 암호키를 교환하여 신뢰할 수 있는 사용자들만이 그리드 컴퓨팅에 참여할 수 있도록 한다. 사용자 인증과 키 교환 과정에 NIST 선정 표준양자내성암호인 ML-DSA와 ML-KEM을 적용하여 양자컴퓨터를 이용한 공격에도 안전할 것으로 기대된다. 본 논문에서는 양자내성암호를 적용한 프로토콜이 기존의 현대암호 기반 전자서명이나 키 교환 과정에 비해 양자내성과 동시에 준수한 사용성을 지녔음을 보인다. 이를 통해 그리드 컴퓨팅의 시스템의 P2P 특성에서 기인하는 보안 문제를 해결하고, 기존에 주로 내부망이나 실시간 스트리밍 서비스에서 활용되던 그리드 컴퓨팅의 인터넷 환경으로의 확장 가능성을 제시한다.

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양자 키 분배 기술을 활용한 하이브리드 키 교환 방법

  • SIM, Dong-Hi
    • Review of KIISC
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    • v.32 no.4
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    • pp.99-107
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    • 2022
  • 본 논문에서는 표준화 기구에서 개발되었거나 아직 개발 중인, 양자 컴퓨팅에 의한 공격에 대해 안전한 양자 내성 보안체계로의 전환을 위해 양자 키 분배 (Quantum Key Distribution - QKD) 기술을 암호키 교환에 활용하는 다양한 하이브리드 접근 방식 들을 살펴보았다. 이러한 방법들은 두 가지 이상의 서로 다른 키 교환 방법을 결합하는 '키 교환을 위한 하이브리드 접근 방식'들을 의미한다. 양자 키 분배(QKD) 네트워크에서 생성하는 대칭 키를 활용하여 다른 방식으로 생성된 암호키와의 다양한 방식의 결합을 통한 하이브리드 접근 방식의 호환성에 대해서 살펴보았고, 아울러 다양한 네트워크 계층의 보안 통신 프로토콜과 함께 QKD를 함께 사용할 수 있도록 하는 표준들을 함께 분석하였으며, 이러한 표준들에서 추가적으로 개발이 필요한 영역들을 함께 살펴보았다.

Hierarchical Circuit Visualization for Large-Scale Quantum Computing (대규모 양자컴퓨팅 회로에 대한 계층적 시각화 기법)

  • Kim, JuHwan;Choi, Byung-Soo;Jo, Dongsik
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2021.05a
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    • pp.611-613
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    • 2021
  • Recently, research and development of quantum computers, which exceed the limits of classical computers, have been actively carried out in various fields. Quantum computers, which use quantum mechanics principles in a way different from the electrical signal processing of classical computers, have various quantum mechanical phenomena such as quantum superposition and quantum entanglement. It goes through a very complicated calculation process compared to the calculation of a classical computer for performing an operation using its characteristics. In order to utilize each element efficiently and accurately, it is necessary to visualize the data before driving the actual quantum computer and perform error verification, optimization, reliability, and verification. However, when visualizing all the data of various elements configured inside the quantum computer, it is difficult to intuitively grasp the necessary data, so it is necessary to visualize the data selectively. In this paper, we visualize the data of various elements that make up a quantum computer, and hierarchically visualize the internal circuit components of a quantum computer that are complicatedly configured so that the data can be observed and utilized intuitively.

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Vector Quantization for Optimum Quadrature Amplitude Modulated Signals in Rayleigh Fading Channel (레일리 감쇄 채널에서 최적 직교 진폭 변조 신호 전송을 고려한 벡터 양자화)

  • 배진수;한종기;박애경
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.27 no.6B
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    • pp.610-615
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    • 2002
  • This paper considers a communication system consisting of a vector quantizer with selected code vectors with mapped into points in the modulated signal space. The modulated signal is transmitted over a Rayleigh flat fading channel. We optimize the modulated signal constellation to minimize the overall distortion of the system with the fixed vector quantization codebook. The optimization is obtained by partitioning the modulated signal space. Simulation results show that the signal constellation based on the proposed optimization scheme outperforms the conventional methods.

Multi-quantized Image Compression using Wavelet Transform (다중 양자화를 이용한 웨이블릿 영상압축)

  • Piao, Yong-Ri;Kim, Seok-Tae
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.10 no.3
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    • pp.453-458
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    • 2006
  • This paper proposed the method for restorable lossy mage compression using wavelet transformation. In order to increase compression efficiency, this algorithm subbands with the wavelet transformation filter after processing the pre-quantizer on the original images. Then, it quantizes its wavelet coefficients by using the Huffman Coding. Comparing to the JPEG or non pre-quantized images, the reconstructed images by the proposed algorithm showed higher PSNR. By applying pre-quantizing process, it will be possible to control the peak errors and it is also expected to be useful at mass image compressions.

Postprocessing in Block-Based Video Coding Based on a Quantization Noise Model (양자화 잡음 모델에 근거한 블록기반 동영상 부호화에서의 후처리)

  • 문기웅;장익훈;김남철
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.26 no.8B
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    • pp.1129-1140
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    • 2001
  • 본 논문에서는 블록기반 동영상 부호화에서 나타나는 양자화 잡음을 그 특성에 맞게 모델링을 하고, 이를 기반으로 웨이블렛 변환(wavelet transform)을 이용하여 양자화 잡음을 제거하는 후처리 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 양자화 잡음을 특정 프로화일(profile)로 표현되는 블록화 잡음과 비에지 화소(non-edge pixel)에서 백색 가우시안 특성을 가지는 나머지 잡음의 합으로 모델링 한다. 이러한 양자화 잡음의 모델을 기반으로 정칙화 미분(regularized differentiation)을 표현하는 Mallat의 1차원 웨이브렛 변환을 이용하여 영상복원 관점에서 각각의 잡음을 제거한다. 먼저, 웨이브렛 영역의 블록경계에서 임펄스로 나타나는 블록화 잡음 성분들의 크기를 추정하여 줄임으로 해서 블록화 잡음을 제거한다. 이때 임펄스 크기의 추정은 메디안 필터와 양자화 파라미터(quantization parameter), 그리고 국부 활동도(local activity)를 이용하여 이루어진다. 그리고 나머지 잡음은 비에지 화소에서 연역치화(soft-thresholding)을 수행함으로써 제거한다. 이러한 후처리 방법의 구현은 실시간 응용을 위해 웨이브렛 필터를 이용하여 근사적으로 공간 영역에서 이루어진다. 실험 결과, 제안된 방법이 다양한 영상과 압축률에 대해 MPEG-4 VM(verification model) 후처리 필터(post-filter)보다 PSNR 성능뿐만 아니라 주관적 화질면에서도 우수함을 확인하였다.

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Adaptive Quantization Scheme for Multi-Level Cell NAND Flash Memory (멀티 레벨 셀 낸드 플래시 메모리용 적응적 양자화기 설계)

  • Lee, Dong-Hwan;Sung, Wonyong
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.38C no.6
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    • pp.540-549
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    • 2013
  • An adaptive non-uniform quantization scheme is proposed for soft-decision error correction in NAND flash memory. Even though the conventional maximizing mutual information (MMI) quantizer shows the optimal post-FEC (forward error correction) bit error rate (BER) performance, this quantization scheme demands heavy computational overheads due to the exhaustive search to find the optimal parameter values. The proposed quantization scheme has a simple structure that is constructed by only six parameters, and the optimal values of them are found by maximizing the mutual information between the input and the output symbols. It is demonstrated that the proposed quantization scheme improves the BER performance of soft-decision decoding with only small computational overheads.

터널 전계 효과 트랜지스터의 양자모델에 따른 특성 변화

  • Lee, Ju Chan;Ahn, Tae Jun;Yu, Yun Seop
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2017.10a
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    • pp.454-456
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    • 2017
  • Current and capacitance-voltage characteristics of tunnel field effect transistor (TFET) with various quantum models were investigated. Density gradient, Bohm quantum potential (BQP), and Vandort quantum correction are used with calibrating against Schrodinger-Poisson model. Drive-currents in all models. are decreased. When only BQP is used, SS and $V_{onset}$ are fixed but drive-current is decreased 3 times more than those of no quantum model. And When BQP with Vandort and density gradient are used, SS increased more than 40 mV./dec and $V_{onset}$ shifted as 0.07 eV.

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High Bit Rate Image Coder Using DPCM based on Sample-Adaptive Product Quantizer (표본 적응 프러덕트 양자기에 기초한 DPCM을 이용한 고 전송률 영상 압축)

  • 김동식;이상욱
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.24 no.12B
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    • pp.2382-2390
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    • 1999
  • In this paper, we employed a new quantization scheme called sample-adaptive product quantizer (SAPQ) to quantize image data based on the differential pulse code modulation (DPCM) coder, which has fixed length outputs and high bit rates. In order to improve the performance of traditional DPCM coders, the scalar quantizer should be replaced by the vector quantizer (VQ). As the bit rate increases, it will be nearly impossible to implement a conventional VQ or modified VQ, such as the tree-structured VQ, even if the modified VQ can significantly reduce the encoding complexity. SAPQ has a form of the feed-forward adaptive scalar quantizer having a short adaptation period. However, since SAPQ is a structurally constrained VQ, SAPQ can achieve VQ-level performance with a low encoding complexity. Since SAPQ has a scalar quantizer structure, by using the traditional scalar value predictors, we can easily apply SAPQ to DPCM coders. For synthetic data and real images, by employing SAPQ as the quantizer part of DPCM coders, we obtained a 2~3 dB improvement over the DPCM coders, which are based on the Lloyd-Max scalar quantizers, for data rates above 4 b/point.

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Subband Image Coding using Multirate Tree-Structured Vector Quantization (다중비트율 트리구조 벡터 양자화를 이용한 영상의 대역분할 부호화)

  • 이광기;이완주;김대관;최일상;박규태
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.18 no.6
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    • pp.895-906
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    • 1993
  • In this paper, MTSVQ(Multirate Tree-Structured Vector Quantization) is introduced for subband image coding. Original images are decomposed into a number of subband components, and multiresolution codebook is designed by MTSVQ algorithm. Optimal bit allocation among the subband components becomes the problem selecting the particular pruned subtree of MTSVQ which has the desired rate and distortion.

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