• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권7호
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• pp.3116-3133
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• 2020

Based on the teleportation by quantum walk, a quantum secret sharing scheme with credible authentication is proposed. Using the Hash function and quantum local operation, combined with the two-step quantum walks circuit on the line, the identity authentication and the teleportation of the secret information in distribution phase are realized. Participants collaborate honestly to recover secret information based on particle measurement results, preventing untrusted agents and external attacks from obtaining useful information. Due to the application of quantum walk, the sender does not need to prepare the necessary entangled state in advance, simply encodes the information to be sent in the coin state, and applies the conditional shift operator between the coin space and the position space to produce the entangled state necessary for quantum teleportation. Security analysis shows that the protocol can effectively resist intercept/resend attacks, entanglement attacks, participant attacks, and impersonation attacks. In addition, the quantum walk circuit used has been implemented in many different physical systems and experiments, so this quantum secret sharing scheme may be achievable in the future.

• 정보보호학회논문지
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• 제31권6호
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• pp.1149-1156
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• 2021

Brute force 공격을 가속화 시키는 Grover 알고리즘은 대칭키 암호의 키 복구에 적용 가능하며, NIST에서는 대칭키 암호에 대한 Grover 공격 비용을 양자 후 보안 강도 추정에 활용하고 있다. 본 논문에서는 DES를 양자 회로로 최적화 구현하여 Grover 알고리즘 공격 비용을 추정한다. NIST에서는 128, 192, 256-bit 키를 사용하는 대칭키 암호에 대해 AES의 공격 비용을 기준으로 양자 후 보안 강도를 추정하고 있다. DES에 대해 추정한 공격 비용은 DES가 양자 컴퓨터의 공격으로부터 어느 정도의 내성을 가지고 있는지 분석해볼 수 있다. 현재 64-bit 키를 사용하는 대칭키 암호들에 대한 양자 후 보안 지표가 아직 존재하지 않기 때문에 본 논문에서 추정한 64-bit 키를 사용하는 DES에 대한 Grover 공격 비용이 기준으로 활용될 수 있다. 제안하는 DES의 양자 회로 구현 적합성 및 공격 비용 분석에는 양자 프로그래밍 툴인 ProjectQ가 사용되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제49권4호
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• pp.7-14
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• 2012

X-ray용 CMOS 영상 센서의 대조 해상도는 신호처리부 첫 단의 sample-and-hold 회로에서 단일 MOS 스위치를 사용하거나 이를 개선한 bootstrapped clock circuit을 스위치로 사용할 경우에도 높은 신호에서 제한되는 문제를 가지고 있다. Bootstrapped clock circuit을 이용하는 sample-and-hold 회로가 charge injection 현상으로 인해 sample 신호의 왜곡을 일으키기 때문이다. 본 논문에서는 계산을 통해 필요로 하는 범위의 L(Inductor)값 구현을 위해 표준 CMOS 공정에서 구현 가능한 micro-inductor를 3차원 구조로 설계하였고, 이를 이용하여 센서의 대조 해상도 혹은 ENOB(Effective number of bit)값이 향상된 sample-and-hold 회로를 제안하였다. 0.35 um CMOS 공정에서 BCC를 이용해 설계된 sample-and-hold 회로에 최적화된 L 값을 갖는 micro-inductor를 추가하여 ENOB가 17.64 bit에서 18.34 bit로 약 0.7 bit의 해상도 상승을 시뮬레이션으로 검증하였다. 제안된 micro-inductor 방법은 고해상도를 필요로 하는 mammography의 경우 환자가 받는 방사선량을 줄이는 효과가 있을 것으로 기대한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.62-69
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• 2012

다중제어 Toffoli(multiple-control Toffoli, MCT) 게이트는 원시 게이트에 의존적인 양자 기술을 필요로 하는 매크로 레벨 다치(multiple-valued) 게이트이며, Galois Field sum-of-product(GFSOP)형 양자논리 함수의 합성에 사용되어 왔다. 가역 논리는 저전력 회로 설계를 위한 양자계산(quantum computing, QC)에서 매우 중요하다. 본 논문은 먼저 GF4 가역 승산기를 제안한 후 GF4 승산기 기반의 quaternary MCT 게이트 실현을 제안하였다. MCT 게이트 실현을 위한 비교에서 제안한 MCT 게이트가 다중제어 입력이 증가할수록 종전의 작은 MCT 게이트 합성 방법보다 원시 게이트 수와 게이트 지연을 상당량 줄일 수 있음을 보였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제10권4호
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• pp.143-145
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• 2009

The electrical and photovoltaic properties of single junction silicon quantum dot solar cells are investigated. A prototype solar cell with an effective area of 4.7 $mm^2$ showed an open circuit voltage of 394 mV and short circuit current density of 0.062 $mA/cm^2$. A diode model with series and shunt resistances has been applied to characterize the dark current-voltage data. The photocurrent of the quantum-dot solar cell was found to be strongly dependent on the applied voltage bias, which can be understood by consideration of the conduction mechanism of the activated carriers in the quantum dot imbedded material.

• 정보보호학회논문지
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• 제33권3호
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• pp.383-389
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• 2023

양자 컴퓨터의 발전 및 Shor 알고리즘, Grover 알고리즘과 같은 양자 알고리즘의 등장으로 인해 기존 암호의 안전성은 큰 위협을 받고 있다. 양자 알고리즘은 기존 컴퓨터에서 오랜 시간이 걸리는 수학적 작업을 효율적으로 할 수 있게 해준다. 이 특성은 수학적 문제에 의존하는 현대 암호 시스템이 깨지는 시간을 단축시킬 수 있다. 이러한 알고리즘을 기반으로 하는 양자 공격에 대비하기 위해서는 기존 암호를 양자회로로 구현해야 한다. 이미 많은 암호들은 양자회로로 구현되어 공격에 필요한 양자 자원을 분석하고 암호에 대한 양자 강도를 확인하였다. 본 논문에서는 LED 경량 블록암호에 대한 양자회로를 제시하고 양자회로의 각 함수에 대한 설명을 진행한다. 이후LED 양자회로에 대한 자원을 추정하고 다른 경량 블록암호와 비교하여 평가해보도록 한다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제11권12호
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• pp.453-460
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• 2022

고성능 양자 컴퓨터의 개발이 기대됨에 따라 잠재적인 양자 컴퓨터의 공격으로부터 안전한 양자 후 보안 시스템 구축을 위한 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 대표적인 양자 알고리즘 중 하나인 Grover 알고리즘이 대칭키 암호의 키 검색에 사용될 경우, 암호의 보안 강도가 제곱근으로 감소되는 안전성의 문제가 발생할 수 있다. NIST는 암호 알고리즘의 공격에 필요로 하는 Grover 알고리즘의 비용을 기준으로 추정한 양자 후 보안 강도를 대칭키 암호에 대한 양자 후 보안 요구사항으로 제시하고 있다. 대칭키 암호의 공격에 대한 Grover 알고리즘의 추정 비용은 해당하는 암호화 알고리즘의 양자 회로 복잡도에 의해 결정된다. 본 논문에서는 NIST의 경량암호 공모전 최종 후보에 오른 SPARKLE의 AEAD군인 SCHWAEMM 알고리즘의 양자 회로를 효율적으로 구현하고, Grover 알고리즘을 적용하기 위한 양자 비용에 대해 분석한다. 이때, 암호화 순열 과정 중에 사용되는 덧셈기와 관련하여 CDKM ripple-carry 덧셈기와 Unbounded Fan-Out 덧셈기에 따른 비용을 같이 비교한다. 마지막으로, 분석한 비용과 NIST의 양자 후 보안 요구사항을 기반으로 경량암호 SPARKLE SCHWAEMM 알고리즘에 대한 양자 후 보안 강도를 평가한다. 양자 회로 구현 및 비용 분석에는 양자 프로그래밍 툴인 ProjectQ가 사용되었다.

• Journal of Power Electronics
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• 제12권5호
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• pp.731-738
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• 2012

A new fluorescent dummy load to replace one of the fluorescent lamps in a dual lamp type rapid-start ballast for halving the lamp power is proposed. Using a circuit composed of a fundamental compensation circuit and a harmonic filter circuit, a new fluorescent dummy load having superior characteristics than a conventional dummy load is developed. The design principle and architecture of the proposed fluorescent dummy load is explained and verified by experiments.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.8-12
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• 2002

Since the high performance analog-to-digital converter can be built with Rapid Single Flux Quantum (RSFQ) logic circuits the development of superconductive analog-to-digital converter has attracted a lot of interests as one of the most prospective area of the application of Josephson Junction technology. One of the main advantages in using Rapid Sng1e Flux Quantum logic in the analog-to-digital converter is the low voltage output from the Josephson junction switching, and hence the high resolution. To design an analog-digital converter, first we have used XIC tool to compose a circuit schematic, and then studied the operational principle of the circuit with WRSPICE tool. Through this process, we obtained the proper circuit diagram of an 1-bit analog-digital converter circuit. The optimized circuit was laid out as a mask drawing. Inductance values of the circuit layout were calculated with L-meter.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제4권1호
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• pp.17-20
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• 2002

A complex single flux quantum(SFQ) circuit could be made up of various elementary cells such as JTL(Josephson transmission line), Splitter, XOR, DC/SFQ, SFQ/DC, T flip-flop, ‥‥, etc. In this work, we have designed and simulated a SFQ circuit, which consists of DC/SFQ, JTL and SFQ/DC, based on Nb/AlO$_{x}$Nb Josephson junction technology From the simulation, we could obtain the margins for various circuit parameters. And also we have successfully operated the circuit, which was fabricated with the same design, up to the input signal frequency of about 20 GHz.z.