• 제목/요약/키워드: Quantum random number generator

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양자난수발생기 Quantis의 후처리 과정에 관한 암호학적 분석 (Cryptographic Analysis of the Post-Processing Procedure in the Quantum Random Number Generator Quantis)

  • 배민영;강주성;염용진
    • 정보보호학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.449-457
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    • 2017
  • 본 논문에서는 양자난수발생기 Quantis의 후처리 과정에 대하여 암호학의 관점에서 실험을 통하여 안전성과 성능을 분석하였다. Quantis의 후처리 과정은 수학적 이론에 근거한 이진행렬-벡터 곱 연산을 통해 풀엔트로피(full-entropy)를 출력하도록 설계되었고, NIST SP 800-90B의 최소엔트로피(min-entropy) 추정 테스트를 이용하여 이를 검증하였다. 이진행렬-벡터 곱 연산에 최적화 기법을 사용함으로써 난수 생성 속도에 미치는 영향을 최소화하였음을 확인하고, NIST SP 800-90B에서 제시한 검증된 Conditioning과의 난수 출력 성능을 비교하였다. 또한, 미국 NIST와 독일 BSI의 난수발생기 표준 모델과 Quantis의 부합되는 요소와 아닌 요소를 구분하였다. Quantis를 암호학의 용도로 사용하고자할 경우, CMVP 기준에 적합하게 이용하기 위해 Quantis의 출력 데이터를 승인된 의사 난수발생기의 씨드로 사용하여 출력한 난수를 사용하는 것이 적절하다고 판단된다.

부분 신뢰성을 갖는 양자 키 분배 시스템의 보안성 증폭 (Security Amplification of Partially Trusted Quantum Key Distribution System)

  • 이선의;김진영
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.152-156
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    • 2017
  • 본 논문은 양자 키 분배 시스템에서의 보안성을 증폭시키기 위한 랜덤 보안성 증폭의 개념을 소개한다. 양자 오류 정정과 보안 사이의 관계를 이용하여 보안성 증폭을 제공하는 것을 보인다. 또한 보안성 증폭 측면에서 랜덤 보안성 증폭이 기존 유니버셜 해쉬 함수만을 이용한 것보다 나은 보안성을 제시한다는 것을 보인다. QKD의 대표적인 예인 BB84 프로토콜을 이용하여 유니버셜 해시 함수가 보안성을 강화하는 과정을 설명한다. 마지막으로 제안한 랜덤 보안성 증폭과 기존 방식이 양자 QKD 채널에서 키 생성률에 따른 보안성을 비교한다.

양자 키 분배 시스템에서 보안성 증폭의 성능 분석 (Performance of privacy Amplification in Quantum Key Distribution Systems)

  • 이선의;김진영
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.111-116
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    • 2018
  • 본 논문은 양자 키 분배 시스템에서의 보안성을 증폭시키기 위한 유니버셜 랜덤 해쉬 함수의 개념을 소개하고 양자 오류 정정과 보안 사이의 관계를 이용하여 보안성 증폭을 제공하는 것을 보인다. 또한, 보안성 증폭 측면에서 접근 방식이 위상 오차 보정 방식을 소개하며 위상 오차 방식이 다른 방식보다 더 나은 보안성을 제시한다는 것을 보인다. 양자 키 분배의 대표적인 예인 BB84 프로토콜을 이용하여 유니버셜 해시 함수가 보안성을 강화하는 과정을 설명한다. 마지막으로 랜덤 프라이버시 증폭을 사용하는 BB84 프로토콜이 동일한 오류율을 가지는 Mayers의 성능보다 높은 키 레이트를 가지는 것을 보여 보안성이 강화된 것을 확인한다.

무선랜 환경에서 양자 엔트로피 칩 기반 암호모듈을 적용한 드론 피아식별과 안전한 정보 제공 기술 제안 (A Proposal for Drone Entity Identification and Secure Information Provision Technology Using Quantum Entropy Chip-Based Cryptographic Module in WLAN Environment)

  • 정서우;윤승환;이옥연
    • 정보보호학회논문지
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    • 제32권5호
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    • pp.891-898
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    • 2022
  • 세계적 관심과 함께 드론은 물품 수송, 산림 보호, 안전 관리 등 활용 분야의 저변을 확대해 나가고 있으며 드론은 활용 분야 확대 및 규모 확장에 따라 군사 작전, 환경 감시 등 다양한 분야에서 군집 비행이 응용되고 있다. 현재 국내에서는 특정 산업 분야의 서비스를 위한 이음 5G와 같은 특화망을 구축해 나가고 있다. 이와 관련하여 드론 시스템 또한 AI와 자율비행 등과 융합된 서비스를 제공하기 위해 특화망을 구축하려는 움직임이 보이고 있다. 드론이 여러 서비스와 융합됨에 따라 다양한 환경에서의 다양한 보안 위협 또한 종속되고 있으며, 이에 대응하여 국내에서는 드론 보안에 대한 요구사항과 가이드라인을 마련하고 있는 추세이다. 본 논문에서는 드론 시스템 중 드론의 군집 비행 시스템과 이를 위한 이음 5G와 같은 이동통신 특화망에서 무선랜과 양자 엔트로피 기반 난수 발생기를 탑재한 암호모듈을 활용하여 군집 비행 드론 간 피아식별 및 안전한 정보 제공 기술 방법을 제안하고, 구현에 참고할 수 있는 테스트 벡터를 제공한다.

무선 양자암호통신 시스템 및 부품 최신 기술 동향 (Recent Technology Trends of Free-Space Quantum Key Distribution System and Components)

  • 윤천주;고해신;김갑중;최병석;최중선
    • 전자통신동향분석
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    • 제33권6호
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    • pp.94-106
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    • 2018
  • A quantum key distribution (QKD) provides in principle an unconditional secure communication unlike the standard public key cryptography depending on the computational complexity. In particular, free-space QKD can give a secure solution even without a fiber-based infrastructure. In this paper, we investigate an overview of recent research trends in the free-space QKD system, including satellite and handheld moving platforms. In addition, we show the key components for a free-space QKD system such as the integrated components, single photon detectors, and quantum random number generator. We discuss the technical challenges and progress toward a future free- space QKD system and components.

듀얼 유니버셜 해쉬 함수를 이용한 양자 키 분배 시스템의 보안성 증폭 (Privacy Amplification of Quantum Key Distribution Systems Using Dual Universal Hush Function)

  • 이선의;김진영
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.38-42
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    • 2017
  • 본 논문은 양자 키 분배 시스템에서의 보안성을 증폭시키기 위한 이중 해시 함수의 개념을 소개한다. 양자 오류 정정과 보안사이의 관계를 이용하여 보안성 증폭을 제공하는 것을 보인다. 또한 보안성 증폭 측면에서 접근 방식이 위상 오차 보정 방식이 더 보다 나은 보안성을 제시한다는 것을 보인다. QKD의 대표적인 예인 BB84 프로토콜을 이용하여 유니버셜 해시 함수가 보안성을 강화하는 과정을 설명한다. 마지막으로 결정적인 유니버셜 해시 함수가 메시지의 길이에 의존하지 않고 양자 Pauli 채널에서 보안성을 평가 받는 것을 유도한다.

암호장치의 송·수신자 역할 설정이 없는 양자키분배 시스템 설계 (Design of Quantum Key Distribution System without Fixed Role of Cryptographic Applications)

  • 고행석;지세완;장진각
    • 정보보호학회논문지
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    • 제30권5호
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    • pp.771-780
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    • 2020
  • 양자키분배(QKD)는 양자컴퓨터의 위협으로부터 안전하게 비밀키를 나누어 갖는 키공유 프로토콜 중 하나이다. 일반적으로 QKD 장치에 연결되는 암호장치는 경합조건 발생과 구현의 복잡성 때문에 송신자 또는 수신자의 역할을 설치할 때부터 적용한다. 기존 QKD 시스템은 링크용 암호장치에 주로 적용되었기 때문에 암호장치의 송·수신자 역할을 고정하여도 문제가 없었다. 암호장치와 QKD 장치가 공급하는 양자키의 종속성을 제거하여, QKD 네트워크로 유연하게 확장할 수 있는 새로운 QKD 시스템 및 프로토콜을 제안하였다. 기존 QKD 시스템에서는 암호장치가 요청하는 비밀키를 양자키로 직접 분배하였으나, 제안한 QKD 시스템에서는 난수로 생성한 비밀키를 암호장치에 분배한다. 두 QKD 노드 사이에서 미리 나누어 가진 송신용 및 수신용 양자키를 이용하여 비밀키를 암호화하고 전달하는 구조를 제안하였다. 제안한 QKD 시스템은 QKD 장치들 사이에서 공유한 양자키의 의존성을 제거하여 암호장치의 고정된 송·수신자 역할이 필요 없다.

공개 채널을 통한 상관 키 분산 암호화의 프라이버시 증폭 (Privacy Amplification of Correlated Key Decryption over Public Channels)

  • 이선의;김진영
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.73-78
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    • 2018
  • 본 논문에서는 다중 소스가 분리 된 노드에서 암호화되고 각각의 공개 통신 채널을 통해 공동 싱크 노드로 전송되는 시스템을 고려한다. 우리는 상관 관계가 있는 암호화 키를 가진 것으로 알려진 기존 시스템의 보안 문제에 관심이 있다. 특히, 우리는 추가적인 비밀 키를 도입하지 않고 해결책을 찾는데 초점을 맞추고 비용을 최소화하고 이미 실행중인 시스템을 중단시키는 위험을 최소화하기 위해 최소한의 수정만으로. 우리는 도청자가 이용 가능한 공개 통신 채널에 액세스함으로써 모든 암호문, 즉 암호화 된 소스를 획득하는 보안 모델 하에서의 해결책을 제안한다. 우리의 주요 기술은 암호문을 공개 통신 채널에 보내기 전에 특정 선형 코드의 유니버셜 함수를 사용하여 암호문을 인코딩하는 것이다.