KR20170133245A - Method, apparatus and system for code based quantum key distribution - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 양자 암호 키 분배 방법, 장치 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 다중 큐빗 양자 암호 키 분배 시스템을 구현함에 있어서, 단일 광자 펄스 신호를 복소평면 상에서의 고속 위상 변조를 통해 펄스폭 보다 짧은 주기를 가지는 복수의 칩으로 분할하고 각 칩의 위상을 코딩하여 양자 암호 키를 분배하는 양자 암호 키 분배 방법, 장치 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a quantum cryptographic key distribution method, apparatus, and system, and more particularly, to a multi-cue bit quantum cryptography key distribution system, in which a single photon pulse signal is transmitted through a fast phase modulation on a complex plane, The present invention relates to a quantum cryptographic key distribution method, apparatus, and system for dividing a plurality of chips having a period and coding the phase of each chip to distribute a quantum cryptographic key.
최근 도,감청 등으로 인한 정보 유출에 따른 피해 사례가 속출하면서 보안에 대한 관심이 크게 증대되고 있다. 그러나, 종래 기술에 따른 보안 통신은 외부 공격에 의해 통신 내용이 노출될 수 있는 상당한 위험성을 가지고 있으며, 이를 보완하기 위한 차세대 보안 기술로써 이론적으로 매우 높은 보안성을 보장할 수 있는 양자 암호 통신이 각광 받고 있다.In recent years, there has been a lot of interest in security due to the leakage of information due to eavesdropping. However, the security communication according to the related art has a considerable risk that communication contents can be exposed by an external attack, and as a next generation security technology to complement it, the quantum cryptographic communication that can secure theoretically very high security, .
이와 관련하여, 양자 암호 통신 기술 중 양자 암호 키 분배에 관한 연구도 활발히 진행 되고 있다. 양자 암호 키 분배 기술은 광자의 양자 역학적 성질을 이용하여 원격지의 사용자 간에 암호 키를 분배하고 공유하는 기술이다. 이때, 양자 역학적 성질에 의해 도청자가 사용자 간에 분배되고 있는 암호 키 정보를 획득하고자 시도할 경우, 상기 암호 키 정보가 변질될 수 있으며, 이에 따라 암호 키를 주고 받는 사용자들이 도청자의 존재를 감지할 수 있게 된다.In this regard, research on quantum cryptography key distribution among quantum cryptography communication technologies is actively being carried out. The quantum cryptography key distribution technique is a technique for distributing and sharing cryptographic keys among remote users using the quantum mechanical properties of photons. At this time, when the eavesdropper attempts to acquire the cryptographic key information distributed among the users due to the quantum mechanical properties, the cryptographic key information may be altered, and thus, users receiving the cryptographic key can detect the presence of the eavesdropper .
양자 암호 키 분배 기술의 하나로서 광 펄스의 주파수 또는 위상을 변조하여 양자 암호 키를 분배하는 기법이 제안된 바 있으나, 위와 같은 경우 송신자(Alice) 뿐만 아니라 수신자(Bob)에도 변조 회로가 구비되어야 하는 등 구조가 복잡해질 수 있으며, 광 펄스의 손실이 발생할 수 있다는 단점이 나타날 수 있다.As a quantum cryptography key distribution technique, a technique of distributing a quantum cryptographic key by modulating the frequency or phase of optical pulses has been proposed. However, in this case, a modulating circuit must be provided not only in the sender (Alice) but also in the receiver (Bob) The back structure may be complicated, and the loss of the optical pulse may occur.
또한, 상기 수신자(Bob)의 복잡한 구조 및 광 펄스의 손실에 따른 데이터 전송 효율의 저하를 개선함과 동시에, 나아가 양자 암호 키 분배에서의 보안성을 개선할 수 있는 방안이 지속적으로 요청되고 있다.In addition, there is a continuing demand for improving the security of the quantum cryptographic key distribution while improving the data transmission efficiency due to the complicated structure of the recipient Bob and loss of optical pulses.
이에 따라, 수신자(Bob) 등의 구조를 단순화할 수 있으면서도 데이터의 전송 효율을 높이고 보안성을 개선할 수 있으며, 나아가 수신단에서의 검출 효율도 높일 수 있는 양자 암호 키 분배 방안에 대한 요구가 지속되고 있으나, 아직 이에 대한 적절한 해법이 제시되지 못하고 있는 상황이다.Accordingly, there is a continuing need for a quantum cryptography key distribution scheme that can simplify the structure of a receiver Bob and the like, improve data transmission efficiency and improve security, and further increase detection efficiency at the receiving end However, there is still no adequate solution to this problem.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 종래 기술에 따라 광 펄스의 주파수 또는 위상을 변조하여 양자 암호 키를 분배하는 경우 송신자(Alice) 뿐만 아니라 수신자(Bob)에도 변조 회로가 구비되어야 하는 등 구조가 복잡해질 수 있으며, 광 펄스의 손실이 발생할 수 있다는 단점이 나타날 수 있는 바, 수신자(Bob) 등의 구조를 단순화하면서 데이터의 전송 효율을 높이고, 보안성도 개선하면서 수신단에서의 검출 효율도 높일 수 있는 양자 암호 키 분배 방법, 장치 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been made in order to solve the problems of the related art as described above, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for modulating a frequency or phase of an optical pulse, A structure such as a circuit must be provided, and a loss of optical pulses may occur. In this case, it is possible to simplify the structure of a receiver Bob and improve data transmission efficiency and security, And an object of the present invention is to provide a quantum cryptographic key distribution method, apparatus, and system capable of increasing detection efficiency in a quantum cryptography key distribution system.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 측면에 따른 양자 암호 키 분배 시스템은, 송신자와 수신자가 일련의 광 펄스를 이용하여 양자 암호 키를 분배하는 시스템으로서, 하나의 광 펄스를 2N 개의 칩(chip)으로 분할하고, 상기 2N 개의 칩에 미리 정해진 복수의 기저(basis) 중 제1기저를 적용해 위상 변조하여 N 큐빗의 데이터를 실은 광 펄스를 송출하는 송신자 - 여기서, N은 1 이상의 자연수; 및 상기 송신자가 송출한 광 펄스를 수신하고, 상기 복수의 기저(basis) 중 제2기저를 적용해 광 펄스를 검출하여 상기 데이터 중 일부 또는 전부를 복원하는 수신자;를 포함하며, 상기 송신자와 수신자는 상기 제1기저와 상기 제2기저를 대조하고 상기 데이터의 일부 또는 전부를 이용하여 상호간에 암호 키를 분배하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a system for distributing a quantum cryptographic key using a series of optical pulses, wherein a transmitter and a receiver respectively divide one optical pulse into 2N chips a transmitter for transmitting an optical pulse containing data of N qubits by applying a first base of a plurality of predetermined bases to the 2 N chips to perform phase modulation, wherein N is a natural number of 1 or more ; And a receiver for receiving an optical pulse transmitted by the sender and for detecting a light pulse by applying a second base of the plurality of bases and restoring a part or all of the data, Characterized in that the first base and the second base are collated and a cryptographic key is distributed to each other using part or all of the data.
여기서, 상기 수신자는, 수신한 광 펄스를 소정의 확률로 분할하여 제1경로와 제2경로로 전달하는 광 분할기; 상기 광 펄스를 입력받아 제1 광 펄스와 제2 광펄스로 분할하고, 상기 제1 광 펄스를 소정의 칩 간격 만큼 지연시킨 후, 이를 지연되지 않은 상기 제2 광 펄스와 합산시키는 지연 및 합산 필터; 및 상기 지연 및 합산 필터에서 출력되는 광 펄스를 검출하는 광자 검출기;를 포함하여 구성될 수 있다.Here, the receiver may include a light splitter for dividing the received optical pulse at a predetermined probability and transmitting the divided optical pulse to the first path and the second path; A delay and summing filter for dividing the optical pulse into a first optical pulse and a second optical pulse, delaying the first optical pulse by a predetermined chip interval, and summing the delayed optical pulse and the second optical pulse, ; And a photon detector for detecting optical pulses output from the delay and summation filter.
이때, 상기 지연 및 합산 필터는, 상기 제2기저에 따라 상기 제1 광 펄스 또는 상기 제2 광 펄스의 위상을 변조하는 위상 변조기를 구비할 수 있다.The delay and sum filter may include a phase modulator for modulating the phase of the first optical pulse or the second optical pulse according to the second basis.
또한, 상기 수신자는, 상기 N = 1 인 경우, 1-칩 지연 및 합산 필터를 구비하며, 상기 N = 2 인 경우, 2-칩 지연 및 합산 필터와 1-칩 지연 및 합산 필터를 구비하며, 보다 일반적으로 N = n 인 경우, 1-칩 지연 및 합산 필터, 2-칩 지연 및 합산 필터, ... , 2n -1-칩 지연 및 합산 필터를 구비하며 - 여기서, n 은 3 이상의 자연수; 이때, 상기 수신자가 수신한 광 펄스는, 하나 혹은 둘 이상의 광 분할기를 거치면서 복수의 경로로 분할되고, 상기 각 종류의 지연 및 합산 필터를 순차적으로 거친 후, 상기 광 검출기에서 검출될 수 있다.The receiver may further include a 1-chip delay and a sum filter when N = 1, a 2-chip delay and sum filter and a 1-chip delay and summation filter when N = 2, Chip delay and summation filter, ..., 2 n -1 - chip delay and summing filter, where n is a natural number greater than or equal to 3, where N = n, ; At this time, the optical pulse received by the receiver may be divided into a plurality of paths while passing through one or two optical splitters, and may be detected by the optical detector after sequentially passing through the delay and sum filters of the respective types.
또한, 상기 광 분할기는, 상기 광 펄스에서 복수의 칩을 나누어 일부 칩은 제1경로로 전달하고 나머지 칩은 제2경로로 전달하는 스위치를 포함하여 구성될 수 있다.The optical splitter may include a switch for dividing a plurality of chips in the optical pulse and transmitting the selected chips to the first path and the remaining chips to the second path.
나아가, 상기 스위치는, 상기 복수의 칩을 선행하는 절반 및 후행하는 절반의 칩으로 나누어, 각각 상기 제1경로 및 상기 제2경로로 전달하도록 할 수 있다.Further, the switch may divide the plurality of chips into a leading half and a trailing half chip, respectively, so as to transfer the chips to the first path and the second path, respectively.
본 발명의 다른 측면에 따른 양자 암호 키 분배 방법은, 송신자와 수신자가 일련의 광 펄스를 이용하여 양자 암호 키를 분배하는 방법으로서, 송신자가 하나의 광 펄스를 2N 개의 칩(chip)으로 분할하고, 상기 2N 개의 칩에 미리 정해진 복수의 기저(basis) 중 제1기저를 적용해 위상 변조하여 N 큐빗의 데이터를 실은 광 펄스를 송출하는 단계(여기서, N은 1 이상의 자연수)를 포함하며, 상기 수신자는 상기 송신자가 송출한 광 펄스를 수신하고, 상기 복수의 기저(basis) 중 제2기저를 적용해 광 펄스를 검출하여 상기 데이터 중 일부 또는 전부를 복원하고, 상기 송신자와 수신자는 상기 제1기저와 상기 제2기저를 대조하고 상기 데이터의 일부 또는 전부를 이용하여 상호간에 암호 키를 분배하는 것을 특징으로 한다.A quantum cryptography key distribution method according to another aspect of the present invention is a method of distributing a quantum cryptographic key using a series of optical pulses by a sender and a receiver, wherein a sender divides one optical pulse into 2N chips And phase-modulating the first base of a plurality of predetermined bases to the 2 N chips to transmit optical pulses containing data of N cubes (where N is a natural number of 1 or more) , The receiver receives an optical pulse transmitted by the sender and detects a light pulse by applying a second base of the plurality of bases to recover a part or all of the data, Characterized in that the first base and the second base are collated and a cryptographic key is distributed to each other using a part or the whole of the data.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 양자 암호 키 분배 방법은, 송신자와 수신자가 일련의 광 펄스를 이용하여 양자 암호 키를 분배하는 방법으로서, 수신자가, 송신자로부터 하나의 광 펄스가 2N 개의 칩(chip)으로 분할되고, 상기 2N 개의 칩에 미리 정해진 복수의 기저(basis) 중 제1기저를 적용해 위상 변조하여 N 큐빗의 데이터를 실어 송출된 광 펄스를 수신하는 단계(여기서, N은 1 이상의 자연수); 및 상기 수신자가 상기 수신한 광 펄스에 상기 복수의 기저(basis) 중 제2기저를 적용해 광 펄스를 검출하여 상기 데이터 중 일부 또는 전부를 복원하는 단계;를 포함하며, 상기 송신자와 수신자는 상기 제1기저와 상기 제2기저를 대조하고 상기 데이터의 일부 또는 전부를 이용하여 상호간에 암호 키를 분배하는 것을 특징으로 한다.Quantum cryptography key distribution method, the sender and the receiver, a series of a method of distributing a quantum cryptographic key by using the optical pulse, the receiver, a
여기서, 상기 복원하는 단계는, 수신한 광 펄스를 소정의 확률로 분할하여 복수의 경로로 전달하는 광 분할 단계; 상기 복수의 경로로 진행하는 광 펄스를 입력받아 제1 광 펄스와 제2 광펄스로 분할하고, 상기 제1 광 펄스를 소정의 파장만큼 지연시킨 후, 이를 지연되지 않은 상기 제2 광 펄스와 합산시키는 지연 및 합산 단계; 및 상기 지연 및 합산 필터에서 출력되는 광 펄스를 검출하는 광자 검출 단계;를 포함할 수 있다.The restoring may include dividing the received optical pulse into a predetermined probability and transmitting the divided optical pulse to a plurality of paths; And a control unit configured to divide the optical pulses into a first optical pulse and a second optical pulse, delay the first optical pulse by a predetermined wavelength, Delay and summing steps; And a photon detection step of detecting optical pulses output from the delay and summation filter.
또한, 상기 지연 및 합산 단계에서는, 상기 제2기저에 따라 상기 제1 광 펄스 또는 상기 제2 광 펄스의 위상을 변조할 수 있다.In the delay and summation step, the phase of the first optical pulse or the second optical pulse may be modulated according to the second basis.
또한, 상기 수신자는, 상기 N = 1 인 경우, 1-칩 지연 및 합산 필터를 구비하며, 상기 N = 2 인 경우, 2-칩 지연 및 합산 필터와 1-칩 지연 및 합산 필터를 구비하며, 보다 일반적으로 N = n 인 경우, 1-칩 지연 및 합산 필터, 2-칩 지연 및 합산 필터, ... , 2n -1-칩 지연 및 합산 필터를 구비하며 - 여기서, n 은 3 이상의 자연수; 이때, 상기 수신자가 수신한 광 펄스는, 하나 혹은 둘 이상의 광 분할기를 거치면서 복수의 경로로 분할되고, 상기 각 종류의 지연 및 합산 필터를 순차적으로 거친 후, 상기 광 검출기에서 검출될 수 있다.The receiver may further include a 1-chip delay and a sum filter when N = 1, a 2-chip delay and sum filter and a 1-chip delay and summation filter when N = 2, Chip delay and summation filter, ..., 2 n -1 - chip delay and summing filter, where n is a natural number greater than or equal to 3, where N = n, ; At this time, the optical pulse received by the receiver may be divided into a plurality of paths while passing through one or two optical splitters, and may be detected by the optical detector after sequentially passing through the delay and sum filters of the respective types.
또한, 상기 광 분할 단계는, 상기 광 펄스에서 복수의 칩을 나누어 일부 칩은 제1경로로 전달하고 나머지 칩은 제2경로로 전달하는 스위치를 이용하여 구현될 수 있다.Also, the light splitting step may be implemented using a switch that divides a plurality of chips in the optical pulse, transfers some chips to a first path, and transmits the remaining chips to a second path.
또한, 상기 스위치는, 상기 복수의 칩을 선행하는 절반 및 후행하는 절반의 칩으로 나누어, 각각 상기 제1경로 및 상기 제2경로로 전달할 수 있다.In addition, the switch may divide the plurality of chips into a preceding half and a following half chip, and transfer the same to the first path and the second path, respectively.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 송신 장치는, 일련의 광 펄스를 이용하여 수신 장치와 양자 암호 키를 분배하는 송신 장치로서, 광 펄스를 생성하는 광 펄스 생성부; 및 하나의 광 펄스를 2N 개의 칩(chip)으로 분할하고, 상기 2N 개의 칩에 미리 정해진 복수의 기저(basis) 중 제1기저를 적용해 위상 변조하여 N 큐빗의 데이터를 실은 광 펄스를 송출하는 광 펄스 변조부 - 여기서, N은 1 이상의 자연수;를 포함하여 구성되며, 상기 수신 장치는 상기 송신 장치가 송출한 광 펄스를 수신하고, 상기 복수의 기저(basis) 중 제2기저를 적용해 광 펄스를 검출하여 상기 데이터 중 일부 또는 전부를 복원하며, 상기 송신 장치와 수신 장치는 상기 제1기저와 상기 제2기저를 대조하고 상기 데이터의 일부 또는 전부를 이용하여 상호간에 암호 키를 분배하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a transmitting apparatus for distributing a quantum cryptographic key to a receiving apparatus using a series of optical pulses, comprising: an optical pulse generating unit for generating optical pulses; And one of the divided optical pulses with 2 N chips (chip), and to it the phase modulation applied to the first base of the plurality of ground (basis) predetermined in the 2 N of the chip the light pulse actually the data of the N qubits Wherein N is a natural number greater than or equal to 1, and the receiving apparatus receives the optical pulse transmitted by the transmitting apparatus, and applies the second base of the plurality of bases to the optical pulse modulating unit And the transmitting device and the receiving device collate the first base and the second base and distribute the cipher key to each other using a part or the whole of the data .
본 발명의 또 다른 측면에 따른 수신 장치는, 송신 장치로부터 수신하는 일련의 광 펄스를 이용하여 양자 암호 키를 분배하는 수신 장치로서, 송신자로부터 송신자로부터 하나의 광 펄스가 2N 개의 칩(chip)으로 분할되고, 상기 2N 개의 칩에 미리 정해진 복수의 기저(basis) 중 제1기저를 적용해 위상 변조하여 N 큐빗의 데이터를 실어 송출된 광 펄스를 수신하는 광 펄스 수신부 - 여기서, N은 1 이상의 자연수; 및 상기 수신한 광 펄스에 상기 복수의 기저(basis) 중 제2기저를 적용해 광 펄스를 검출하여 상기 데이터 중 일부 또는 전부를 복원하는 광 펄스 검출부;를 포함하며, 상기 송신 장치와 수신 장치는 상기 제1기저와 상기 제2기저를 대조하고 상기 데이터의 일부 또는 전부를 이용하여 상호간에 암호 키를 분배하는 것을 특징으로 한다.The receiving device according to another aspect of the invention, a set of a reception apparatus for distributing a quantum cryptographic key by using the optical pulse, a light pulse is 2 N chips from the sender from the sender (chip) for receiving from the transmitter An optical pulse receiving section for receiving the transmitted optical pulse by applying N-qubit data by phase-modulating the first base of a plurality of predetermined bases to the 2N chips, wherein N is 1 Above natural number; And a light pulse detector for detecting a light pulse by applying a second base of the plurality of bases to the received light pulse to recover a part or all of the data, Characterized in that the first base and the second base are collated and a cryptographic key is distributed to each other using part or all of the data.
본 발명의 일 실시예에 따른 양자 암호 키 분배 방법, 장치 시스템은, 광 펄스를 복수의 칩으로 나누고 각 칩을 미리 정해진 코드에 기반해 위상 변조하여 송신자와 수신자 간에 양자 암호 키를 분배함으로써, 수신자(Bob) 등의 구조를 단순화하면서도 데이터의 전송 효율을 높이고 보안성을 개선하며, 나아가 수신단에서의 검출 효율도 높일 수 있는 개선할 수 있게 된다.A quantum cryptographic key distribution method and apparatus system according to an embodiment of the present invention divides an optical pulse into a plurality of chips and phase modulates each chip based on a predetermined code to distribute a quantum cryptographic key between a sender and a receiver, It is possible to improve the data transmission efficiency, improve the security, and further improve the detection efficiency at the receiving end.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양자 암호 키 분배 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양자 암호 키 분배 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 광 펄스에서 복수의 칩(chip)을 생성하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따는 2-칩 코딩 양자 암호 키 분배 시스템의 구조를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 광자 신호의 변조(a) 및 지연 간섭을 거친 칩 신호(b)를 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 효율을 최대화시킨 2-칩 양자 암호 키 분배 시스템의 구조를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 2-칩 스위칭&지연 간섭계를 이용한 도청자(eve)의 공격 모델을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 4-칩 코딩 양자 암호 키 분배 시스템의 구조를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 효율을 최대화시킨 4-칩 양자 암호 키 분배 시스템의 구조를 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 장치의 구성도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a quantum cryptography key distribution system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a quantum cryptography key distribution method according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a process of generating a plurality of chips in an optical pulse according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a structure of a two-chip coding quantum cryptographic key distribution system according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating modulation (a) of a single photon signal and a chip signal (b) after delayed interference according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a structure of a two-chip quantum cryptography key distribution system maximizing detection efficiency according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram for explaining an attack model of an eavesdropper using a two-chip switching and delay interferometer according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a structure of a 4-chip-coded quantum cryptographic key distribution system according to an embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining a structure of a 4-chip quantum cryptographic key distribution system maximizing detection efficiency according to an embodiment of the present invention.
10 is a configuration diagram of a transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention.
11 is a configuration diagram of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명하고자 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
이하의 실시예는 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.The following examples are provided to aid in a comprehensive understanding of the methods, apparatus, and / or systems described herein. However, this is merely an example and the present invention is not limited thereto.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intention or custom of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification. The terms used in the detailed description are intended only to describe embodiments of the invention and should in no way be limiting. Unless specifically stated otherwise, the singular form of a term includes plural forms of meaning. In this description, the expressions "comprising" or "comprising" are intended to indicate certain features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, Should not be construed to preclude the presence or possibility of other features, numbers, steps, operations, elements, portions or combinations thereof.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.It is also to be understood that the terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, and the terms may be used to distinguish one component from another .
아래에서는 먼저 본 발명에 대한 이해를 위하여 양자 암호 키 분배 기술에 대하여 개괄적인 설명을 한 후, 이어서 본 발명에 따른 다양한 실시예를 들어 보다 구체적인 설명을 하기로 한다.Hereinafter, a quantum cryptography key distribution technique will be described in brief for an understanding of the present invention, followed by a more detailed description of various embodiments according to the present invention.
양자 암호 키분배(Quantum Key Distribution, QKD) 시스템을 설계하는데 있어서 허용 가능한 오류율의 한계값(Error Tolerance Bound)은 해당 프로토콜의 보안성을 나타내는 지표가 된다. 많은 선행 연구에서 허용 가능한 오류율의 한계를 높이기 위해서 새로운 프로토콜이 제안되었고 그 중, 하나의 양자상태에 다중 큐빗 정보를 인코딩 하는 다중 큐빗 양자 암호 키분배 프로토콜에서 허용 가능한 오류율의 한계값은 큐빗의 개수에 따라 증가된다고 밝혀졌다. 본 발명에서는 다중 큐빗 양자 암호 키분배 시스템을 구현하는 방법에 초점을 맞춰 단일 광자 펄스 신호를 복소평면에서 고속 위상 변조를 통해 펄스폭 보다 짧은 주기의 칩 단위의 광펄스로 나누고 각 칩의 위상을 코딩함으로써 다중 큐빗 양자 암호 프로토콜을 구현할 수 있는 새로운 방법을 개시한다.In designing a quantum key distribution (QKD) system, the allowable error rate limit (Error Tolerance Bound) is an indicator of the security of the protocol. A new protocol has been proposed to increase the limit of allowable error rate in many previous researches. Among them, limit value of permissible error rate in multi-cubic quantum cryptographic key distribution protocol which encodes multi-cubit information in one quantum state is the number of qubits , Respectively. In the present invention, focusing on a method of implementing a multi-cubic quantum cryptographic key distribution system, a single photon pulse signal is divided into optical pulses of a chip unit shorter than a pulse width by high-speed phase modulation in a complex plane, Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > multi-cubit quantum cryptography protocol.
양자 암호 키분배는 인증된 두 사용자 간 통신을 위해 정보를 변조 또는 복조하기 위한 키를 분배하기 위해 사용되는 암호 키분배 방법 중 하나로 지금까지의 암호 키분배 방식이 수학적 복잡도를 기반으로 보안을 제공하는 것과는 다르게 양자 암호 키분배는 양자 수준에서의 물리적 법칙을 바탕으로 도청자(Eve)의 존재 하에 비밀 키를 공유할 수 있게 해준다. 1984년 Bennett과 Breassard가 처음으로 제안한 BB84 프로토콜에서는 2가지 기저(Basis)를 구성하는 4개의 양자상태(Quantum State)를 이용하여 양자 키분배가 가능함을 보였다. 4가지 양자상태는 기저 1의 양자상태 , 와 기저 2의 양자상태 , 로 표현된다. 송신자(Alice)는 4가지 양자상태 중 임의의 하나를 수신자(Bob)에게 전송하고 수신자(Bob)은 기저 1과 기저 2 중 임의의 기저를 선택하여 측정을 한다. 수신자(Bob)은 송신한 양자상태의 기저와 동일한 기저로 측정을 한 경우에만 올바른 비밀키 정보를 얻을 수 있다. 이와 같은 이유로 양자 채널에서 모든 전송이 끝난 후 고전 채널을 통해 송신자(Alice)와 수신자(Bob)은 각자의 기저 정보를 공개하고 동일한 기저를 사용한 결과 값만을 비밀키 추출에 사용한다. 이 과정을 시프팅(Sifting)이라고 하는데, 시프팅이 끝난 후 유효한 결과 값의 일부를 취해 도청자의 공격에 의해 발생한 오류를 계산하여 결과 값을 비밀키로 사용할지 여부를 판단한다. 이 때, 허용 가능한 오류율의 한계값을 정하여 이 값보다 오류율이 큰 경우 결과 값 전부를 버리고 오류율이 한계 값보다 작을 경우 추가적인 과정을 통해 성공적으로 비밀키를 생성할 수 있다. Quantum cryptographic key distribution is one of the cryptographic key distribution methods used to distribute keys for modulating or demodulating information for communication between two authenticated users. The conventional cryptographic key distribution scheme provides security based on mathematical complexity Unlike quantum cryptography key distribution, it allows the sharing of secret keys in the presence of eavesdroppers based on physical laws at the quantum level. In the BB84 protocol proposed by Bennett and Breassard in 1984, it was shown that quantum key distribution is possible using the four quantum states constituting the two bases. The four quantum states are the quantum states of
허용 가능한 오류율의 한계값은 보다 안전한 양자 키분배 시스템을 설계하는데 있어서 좋은 지표로 이용된다. 그렇기 때문에 허용 가능한 오류율의 한계값을 높이는 프로토콜에 대한 연구가 이루어져 왔으며 여섯 개의 양자상태를 이용한 프로토콜이 제안되었고 최근에는 하나의 광자에 하나의 큐빗이 아닌 "단일광자 다중큐빗"을 인코딩한 양자 키분배 프로토콜에서 여러 개의 큐빗을 심볼(Symbol) 단위로 묶어 시프팅과 후처리 과정을 할 경우 큐빗의 개수에 따라 허용 가능한 오류율의 한계값이 아래의 수학식 1과 같이 증가함을 보였다.The permissible error rate limits are used as a good indicator for designing a more secure quantum key distribution system. Therefore, a protocol for increasing the allowable error rate limit has been studied, and a protocol using six quantum states has been proposed. In recent years, quantum key distribution has been proposed in which a single photon is not a single qubit but a "single photon multiple qubit" In the protocol, when the symbols are grouped into several qubits, the permissible error rate limits are increased according to the number of qubits as shown in
본 발명에서는 BB84 프로토콜을 기반으로 다중 큐빗 프로토콜에 적용할 수 있는 새로운 구현 방법을 제안한다. 기존 BB84 프로토콜을 구현하는데 있어서 위상 변조를 이용하거나 주파수 변조를 이용하는 등 다양한 구현 방식이 제안되었고, 편광 변조와 위상 변조를 이용한 두 개의 큐빗 단일 광자 양자 키분배 시스템이 제안되었다. 본 발명에서 제안하는 양자 키분배의 시스템은 하나의 단일자 펄스를 고속의 복소평면의 위상 변조를 함으로써 여러 개의 칩 단위의 광펄스에 위상 코딩을 변조한 양자상태를 이용한다. The present invention proposes a new implementation method applicable to the multi-qubit protocol based on the BB84 protocol. Various implementations such as phase modulation or frequency modulation have been proposed to implement the existing BB84 protocol and two qubit single photon quantum key distribution systems using polarization modulation and phase modulation have been proposed. The quantum key distribution system proposed in the present invention uses a quantum state in which phase coding is modulated on optical pulses of a plurality of chips by performing phase modulation of a single single pulse on a high-speed complex plane.
본 발명에서는 코드 기반의 양자 암호 키분배 시스템을 제안하여 하나의 큐빗 정보를 전송할 수 있는 2개의 칩으로 구성된 광자 전송 시스템과 두 개의 큐빗 정보를 전송할 수 있는 4개의 칩으로 구성된 광자 전송 시스템을 설명하고 이를 2N개의 칩으로 확장하여 N개의 큐빗 정보를 전송할 수 있는 다중 큐빗 양자 암호 키분배 시스템의 구현 방법을 제시한다.In the present invention, a code-based quantum cryptographic key distribution system is proposed and a photon transmission system composed of two chips capable of transmitting one qubit information and four chips capable of transmitting two qubit information is described We propose a multi - cubic quantum cryptographic key distribution system that can transmit N qubit information by extending it to 2 N chips.
아래에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 코드 기반 양자 암호 키 분배 방법, 장치 및 시스템에 대한 예시적인 실시 형태들을 첨부된 도면을 참조하여 차례로 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of a code-based quantum cryptography key distribution method, apparatus, and system according to an embodiment of the present invention will be described in turn with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 코드 기반 양자 암호 키 분배 시스템(100)의 구성도가 예시되어 있다. 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 양자 암호 키 분배 시스템(100)은 송신자(110)와 수신자(120)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 송신자(110)와 수신자(120)는 광 펄스를 전달할 수 있는 광 채널을 포함하는 광 통신망(130)을 이용하여 연결될 수 있다. FIG. 1 illustrates a block diagram of a code-based quantum cryptography
또한, 도 2에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 양자 암호 키 분배 방법의 순서도를 예시하고 있다.FIG. 2 illustrates a flowchart of a quantum cryptography key distribution method according to an embodiment of the present invention.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 양자 암호 키 분배 방법은, 송신자(110)가 하나의 광 펄스를 2N 개의 칩(chip)으로 분할하고, 상기 2N 개의 칩에 미리 정해진 복수의 기저(basis) 중 제1기저를 적용해 위상 변조하여 N 큐빗의 데이터를 실은 광 펄스를 송출하는 단계(여기서, N은 1 이상의 자연수) (S110) 및 상기 수신자(120)가 상기 송신자(110)가 송출한 광 펄스를 수신하고, 상기 수신한 광 펄스에 상기 복수의 기저(basis) 중 제2기저를 적용해 광 펄스를 검출하여 상기 데이터 중 일부 또는 전부를 복원하는 단계(S120)를 포함할 수 있다.As can be seen in Figure 2, the quantum cryptography key distribution method according to an embodiment of the present invention, the
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신자(110) 관점에서의 양자 암호 키 분배 방법은, 송신자(110)와 수신자(120)가 일련의 광 펄스를 이용하여 양자 암호 키를 분배하는 방법에 있어, 송신자(110)가 하나의 광 펄스를 2N 개의 칩(chip)으로 분할하고, 상기 2N 개의 칩에 미리 정해진 복수의 기저(basis) 중 제1기저를 적용해 위상 변조하여 N 큐빗의 데이터를 실은 광 펄스를 송출하는 단계(여기서, N은 1 이상의 자연수) (S110)를 포함하며, 상기 수신자(120)는 상기 송신자(110)가 송출한 광 펄스를 수신하고, 상기 복수의 기저(basis) 중 제2기저를 적용해 광 펄스를 검출하여 상기 데이터 중 일부 또는 전부를 복원하고, 상기 송신자(110)와 수신자(120)는 상기 제1기저와 상기 제2기저를 대조하고 상기 데이터의 일부 또는 전부를 이용하여 상호간에 암호 키를 분배하게 된다. 이때, 상기 데이터는 상기 송신자(110)와 수신자(120) 간에 분배되는 양자 암호 키를 생성하기 위한 데이터일 수 있다.More specifically, the quantum cryptography key distribution method in terms of the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신자(120) 관점에서의 양자 암호 키 분배 방법은, 송신자(110)와 수신자(120)가 일련의 광 펄스를 이용하여 양자 암호 키를 분배하는 방법에 있어, 수신자(120)가, 송신자(110)로부터 하나의 광 펄스가 2N 개의 칩(chip)으로 분할되고, 상기 2N 개의 칩에 미리 정해진 복수의 기저(basis) 중 제1기저를 적용해 위상 변조하여 N 큐빗의 데이터를 실어 송출된 광 펄스를 수신하는 단계(여기서, N은 1 이상의 자연수) (S120a) 및 상기 수신자(120)가 상기 수신한 광 펄스에 상기 복수의 기저(basis) 중 제2기저를 적용해 광 펄스를 검출하여 상기 데이터 중 일부 또는 전부를 복원하는 단계(S120b);를 포함하며, 상기 송신자(110)와 수신자(120)는 상기 제1기저와 상기 제2기저를 대조하고 상기 데이터의 일부 또는 전부를 이용하여 상호간에 암호 키를 분배하게 된다.The method for distributing a quantum cryptographic key in terms of a
나아가, 상기 복원하는 단계(S120b)는, 수신한 광 펄스를 소정의 확률로 분할하여 제1경로와 제2경로로 전달하는 광 분할 단계; 상기 광 펄스를 입력받아 제1 광 펄스와 제2 광펄스로 분할하고, 상기 제1 광 펄스를 소정의 칩 간격 만큼 지연시킨 후, 이를 지연되지 않은 상기 제2 광 펄스와 합산시키는 지연 및 합산 단계; 및 상기 지연 및 합산 필터에서 출력되는 광 펄스를 검출하는 광자 검출 단계;를 포함할 수 있다. Further, the restoring step (S120b) may include dividing the received optical pulse into a predetermined probability and transmitting the divided optical pulse to the first path and the second path; A delay and summing step of dividing the optical pulse into a first optical pulse and a second optical pulse, delaying the first optical pulse by a predetermined chip interval, and summing the delayed first optical pulse and the second optical pulse, ; And a photon detection step of detecting optical pulses output from the delay and summation filter.
특히, 상기 수신자는, 상기 N = 1 인 경우, 1-칩 지연 및 합산 필터를 구비하며, 상기 N = 2 인 경우, 2-칩 지연 및 합산 필터와 1-칩 지연 및 합산 필터를 구비하며, 보다 일반적으로 N = n 인 경우, 1-칩 지연 및 합산 필터, 2-칩 지연 및 합산 필터, ... , 2n -1-칩 지연 및 합산 필터를 구비하며 - 여기서, n 은 3 이상의 자연수; 이때, 상기 수신자가 수신한 광 펄스는, 하나 혹은 둘 이상의 광 분할기를 거치면서 복수의 경로로 분할되고, 상기 각 종류의 지연 및 합산 필터를 순차적으로 거친 후, 상기 광 검출기에서 검출될 수 있다.In particular, the receiver has a 1-chip delay and a sum filter when N = 1 and a 2-chip delay and sum filter and a 1-chip delay and sum filter when N = 2, Chip delay and summation filter, ..., 2 n -1 - chip delay and summing filter, where n is a natural number greater than or equal to 3, where N = n, ; At this time, the optical pulse received by the receiver may be divided into a plurality of paths while passing through one or two optical splitters, and may be detected by the optical detector after sequentially passing through the delay and sum filters of the respective types.
여기서, 상기 1-칩 지연 및 합산 필터는 복수의 칩을 포함하는 광 펄스를 1칩 만큼 지연시킨 후 합산하는 필터를 의미하며, 보다 일반적으로 2n-1-칩 지연 및 합산 필터는 복수의 칩을 포함하는 광 펄스를 2n-1-칩 만큼 지연시킨 후 합산하는 필터를를 말한다.Herein, the 1-chip delay and summation filter means a filter for delaying and summing the optical pulses including a plurality of chips by one chip, more generally, the 2 < n > Is delayed by 2 < n > -chip and then summed.
아래에서는 도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 양자 암호 키 분배 방법 및 시스템을 보다 자세하게 살펴본다.Hereinafter, a method and system for distributing a quantum cryptographic key according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
먼저, 상기 송신자(110)는 하나의 광 펄스를 복수의 칩(chip)으로 분할하고, 상기 복수의 칩을 기저에(basis)에 따라 에 미리 정해진 복수의 코드에 대응하도록 위상 변조하여 광 통신망(130)을 통하여 수신자(120)에게 송출하게 된다.First, the
이에 대하여, 상기 수신자(120)는 상기 송신자(110)가 송출한 광 펄스를 수신하고, 빔 분할기(beam splitter)를 거치고 기저(basis)에 대응하도록 구성된 복수의 지연 및 합산 필터(dealy and add filter)를 거친 후 단일 광자 검출기(single photon detector)를 이용하여 상기 광 펄스를 검출하게 된다.The
이어서, 상기 송신자(110)는 상기 수신자(120)에게 광 펄스를 변조하는데 사용된 기저(basis) 즉, 상기 위상 변조된 광 펄스를 구성하는 칩들로 이루어진 코드를 측정할 수 있는 기저를 알려주고, 상기 수신자(120)는 상기 송신자(110)에게 상기 광 펄스를 검출하는데 사용한 기저(basis) 즉, 상기 지연 및 합산 필터(delay and add filter)에서의 위상 지연값을 알려주어, 도청자(140)의 공격 여부를 판단한 후, 오류 수정(error correction) 기법 및 비밀성 증폭(privacy amplification) 기법 등을 적용하여 양자 암호 키를 산출하게 된다.Subsequently, the
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 양자 암호 키 분배 시스템(100)은 변조 회로(modulator)를 구비하지 않고 수신자(120)를 구성하는 등 구조를 단순화하고, 데이터의 전송 효율을 개선하면서, 나아가 도청자(140)의 공격도 효과적으로 억제할 수 있게 된다. Accordingly, the quantum cryptographic
도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신자(110)에서의 광 펄스 변조를 설명하는 도면을 나타내고 있다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 송신자(110)의 레이저 다이오드 등의 광원 또는 광 펄스 생성부(112)에서 생성된 광 펄스(광자)는 IQ 변조기(IQ modulator) 등 광 펄스 변조부(114)를 거치면서 복수개의 칩(chip)으로 분할될 수 있다. 나아가, 상기 IQ 변조기(IQ modulator) 등 광 펄스 변조부(114)에서는 상기 각 칩(chip)을 위상 변조하여 출력할 수도 있다.FIG. 3 is a diagram illustrating optical pulse modulation in the
즉, 레이저 다이오드 등 광원에서 생성된 광 펄스는 하나의 위상(예를 들어 0°)을 가지게 되는데, IQ 변조기(IQ modulator)에서 상기 광 펄스를 복수의 칩(chip)으로 분할하고 상기 복수의 칩을 미리 정해진 위상의 간격으로 변조할 수 있으며, 이에 따라 일련의 위상 값을 가지는 복수의 칩을 형성할 수 있게 된다.That is, optical pulses generated from a light source such as a laser diode have one phase (for example, 0 DEG). In an IQ modulator, the optical pulses are divided into a plurality of chips, Can be modulated at intervals of a predetermined phase so that a plurality of chips having a series of phase values can be formed.
도 4에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 양자 암호 키 분배 시스템(100)의 구현예를 설명하기 위한 도면을 예시하고 있다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 양자 암호 키 분배 시스템(100)은 송신자(110)와 수신자(120)를 포함하여 구성될 수 있다. FIG. 4 illustrates a diagram for explaining an implementation example of a quantum cryptography
아래에서는, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 2-칩 코딩 양자 암호키 분배 시스템(100)의 구조를 보다 자세하게 설명한다. Hereinafter, the structure of a two-chip coding quantum cryptographic
위상변조 큐빗을 응용한 BB84 프로토콜에서 송신자(Alice)(110)는 복소평면의 고속 위상 변조를 통해 단일 광자 펄스를 두 개의 칩으로 나눠진 신호를 만든다. 각 칩의 변조된 위상은 {0°, 90°, 180°, 270°} 중 하나의 값을 갖는다. 도 4는 앞서 설명한 변조 방식을 이용한 시스템 모델을 나타낼 수 있다. 또한, 도 5(a)는 주기 T로 전송하는 단일 광자 펄스를 2개의 칩으로 변조한 신호를 보여준다. 첫 번째 칩의 위상을 복소평면에서 0°로 기준을 잡으면 가능한 모든 4가지 양자상태는 칩 2의 위상 변조 값에 의해 결정된다. In the BB84 protocol employing a phase modulation qubit, the sender (Alice) 110 generates a signal divided into two chips of a single photon pulse through high-speed phase modulation of the complex plane. The modulated phase of each chip has a value of {0 DEG, 90 DEG, 180 DEG, 270 DEG}. FIG. 4 illustrates a system model using the above-described modulation scheme. 5 (a) shows a signal obtained by modulating a single photon pulse transmitted in a period T with two chips. When the phase of the first chip is referenced to 0 ° in the complex plane, all four possible quantum states are determined by the phase modulation value of
수신자(Bob)(120)는 50:50 빔 분할기(beam splitter)를 이용하여 들어오는 신호를 두 가지 경로로 나누고 각 경로의 1-칩 주기의 지연 경로를 갖는 지연 및 합산 필터(DAF 1, DAF 2)로 신호를 전달한다. 상기 지연 및 합산 필터(DAF 1, DAF 2)는 지연 경로에서 각각 0°, 90°의 위상 경로차를 갖는다.
또한, 도 5(b)는 지연 및 합산 필터의 보강 간섭 포트와 상쇄 간섭 포트에서 송신자(Alice)가 송신한 두 개의 칩의 간섭에 의해 만들어진 간섭 신호를 보여준다. 각 포트로 나온 간섭 신호는 시간축 상의 t1, t2 = t1 + t, t3 = t1 + 2t 에 위치한 칩들로 나타나며 연결된 단일 광자 검출기(SPD)를 통해 측정이 된다. 수신자(120)는 송신자(110)가 보낸 두 개의 칩의 간섭 신호를 통해 수신한 양자상태를 판단할 수 있으며 실제 간섭이 일어난 칩은 간섭 신호 내 시간 t2 에 위치하기 때문에 시간 t2 에서 검출된 결과만 키 정보를 추출하는데 사용할 수 있다.5 (b) shows the interference signal generated by the interference of the two chips transmitted by the sender (Alice) at the constructive interference port and the destructive interference port of the delay and sum filter. The interference signal from each port appears as chips on the time axis at t 1 , t 2 = t 1 + t and t 3 = t 1 + 2t and is measured through a single photon detector (SPD) connected.
이에 따라, 도 4의 시스템 구조를 통해 다음과 같이 비밀키를 생성할 수 있다. 송신자(110)는 단일 광자 펄스를 2개의 칩으로 변조하여 수신자(120)에게 보낸다. 시각 t2 = 0 으로 취하고, 변조된 신호는 단일 광자 상태를 기반으로 아래의 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.Accordingly, the secret key can be generated through the system structure of FIG. 4 as follows. The
: 큐빗생성 연산 : Qubit generation operation
여기서, |1>t는 단일 광자 상태를 나타내며 아래 첨자식은 칩의 시간 위치를 나타낸다. 첫 번째 칩 신호의 위상을 0°로 기준을 잡고 두 번째 칩 신호의 위상을 θ∈{0°, 90°, 180°, 270°}로 변조하면 θ에 따라서 총 4가지 양자상태를 만들 수 있다. 4가지 양자상태는 수학식 2의 큐빗생성 연산을 통해 다음의 수학식 3과 같이 정의한다.Where | 1> t represents the single photon state and the subscripts represent the time position of the chip. If the phase of the first chip signal is 0 ° and the phase of the second chip signal is modulated by θ∈ {0 °, 90 °, 180 °, 270 °}, then four quantum states can be made according to θ . The four quantum states are defined as Equation (3) by the qubit generating operation of Equation (2).
수학식 3에서 정의된 4가지 양자상태의 직교성을 살펴보면 다음의 수학식 4와 같다.The orthogonality of the four quantum states defined in Equation (3) is expressed as Equation (4).
수학식 4에 따라 수학식 3에서 정의한 4가지 양자상태를 2개의 기저, 기저{ , }, 기저{ , }로 나눌 수 있다. 따라서 BB84 프로토콜에서와 마찬가지로 아래의 수학식 5와 같이 하나의 양자상태는 다른 기저에 속한 두 개의 양자상태의 superposition으로 나타낼 수 있으며 동일한 기저를 사용하지 않을 경우 정확한 양자상태를 알아낼 수 없음을 알 수 있다.According to Equation (4), the four quantum states defined in Equation (3) are divided into two basis, base { , }, Base { , }. Thus, as in the BB84 protocol, one quantum state can be expressed as a superposition of two quantum states belonging to different bases as shown in Equation (5) below, and it can be understood that an accurate quantum state can not be obtained without using the same basis .
송신자(110)로부터 받은 4가지 양자상태 중 하나는 수신자(120)의 빔 분할기(beam splitter)와 지연 및 합산 필터(DAF1, DAF2)를 통과한 후, 상기 지연 및 간섭 필터(DAF1, DAF2)의 보강 간섭 포트와 상쇄 간섭 포트에 연결된 단일 광자 검출기 1, 2, 3, 4(SPD1, SPD2, SPD3, SPD4) 중 하나에서 검출된다. 검출기의 검출 확률은 송신자(110)가 를 보내는 경우를 예로 들어 설명한다. One of the four quantum states received from the
송신자(110)가 을 보낸 경우 지연 간섭계를 지나 단일 광자 검출기 i 로 들어가는 신호를 라 하였을 때 다음과 같이 수학식 6으로 나타내어 진다.If the sender 110 A single photon detector < RTI ID = 0.0 > Signal to i (6) " (6) "
수학식 6의 상태에 의해 송신자(110)가 를 보낸 경우, 각 단일 광자 검출기(SPD)에서 신호가 측정될 확률은 다음의 수학식 7과 같다.By the state of Equation (6), the
에 대해서 단일 광자 검출기 1, 2, 3, 4(SPD1, SPD2, SPD3, SPD4)에서의 검출 확률 비는 1:0:1/2:1/2이 되며 마찬가지로 의 경우에는 0:1:1/2:1/2, 의 경우에는 1/2:1/2:1:0, 의 경우에는 1/2:1/2:0:1의 비율로 각 검출기에서 검출이 일어난다. 정리하면 송신자(110)가 보낸 양자상태의 집합{ , }의 기저를 X라 하고 집합{ , }의 기저를 Z라 하면, 수신자(120)의 측정 기저는 검출기 1, 2(SPD1, SPD2)에서 검출이 된 경우는 기저 X에 해당하며 검출기 3, 4(SPD3, SPD4)에서 검출이 된 경우 기저 Z에 해당한다. The detection probability ratio in the
모든 신호의 전송이 끝나면 수신자(120)은 송신자(110)에게 검출된 광자의 시간과 측정한 기저(X or Z)를 공개하고 시간 tt -t에 해당하는 칩 신호의 측정에 대해 동일한 기저를 사용한 경우만 키 정보로 사용한다.After the transmission of all the signals to the same base for the measurement of the chip signal for the
송신자(110)가 기저 X를 사용한 경우 단일 광자 검출기 1(SPD1)에서 측정되었다면 비트"0"을 생성하고, 검출기 2(SPD2)에서 측정되었다면 비트"1"을 생성하며, 송신자(110)가 기저 Z를 사용한 경우 검출기 3(SPD3)에서 측정되었다면 비트"0"을 생성하고, 검출기 4(SPD4)에서 측정되었다면 비트"1"을 생성한다.0 "if measured at the single photon detector 1 (SPD1) and a bit" 1 "if measured at the detector 2 (SPD2) when the
앞서 설명한 구조의 경우 도 5(b)에서 보이는 것처럼 두 개의 칩 신호로 이뤄진 광신호가 지연 및 합산 필터(DAF)를 거쳐 검출기(SPD)에 도착했을 때 t1, t2, t3 시간에 해당하는 칩 신호 모두 광자가 검출될 확률을 갖는데 실제 유효한 정보가 담긴 신호는 시간은 t2에서의 칩 신호이기 때문에 t2 이외의 시간 t1, t3에 해당하는 칩 신호는 유효한 정보를 담고 있지 않기 때문에 검출 효율을 50% 감소시키고 따라서 3-dB 에 해당하는 만큼 절대보안 전송거리가 줄어들게 된다. 이것은 일반 통신용 광섬유 (SMF-28) 를 사용할 경우 20 km 의 전송거리 단축에 해당한다. 따라서 불필요한 신호를 제거해 검출 효율 감소를 막기 위하여 고속 스위치를 이용한 새로운 구조를 도 6에서 제안하였다. For the structure previously described Fig. 5 (b) that the optical signal yirwojin two chip signal as shown in the equivalent to t 1, t 2, t 3 time when arriving at the detector (SPD) via a delay and summing filter (DAF) all chip signal gatneunde the probability that the photon detection signal containing the actual useful information, since time is because the chip signal at t 2 chip signal corresponding to a time t 1, t 3 other than t 2 does not contain valid information, The detection efficiency is reduced by 50% and thus the absolute secure transmission distance is reduced by 3-dB. This corresponds to a shortening of the transmission distance of 20 km when using a general communication optical fiber (SMF-28). Therefore, a new structure using a high-speed switch is proposed in Fig. 6 in order to prevent unnecessary signals from being removed to reduce the detection efficiency.
도 6에서는 지연 및 합산 필터(DAF)(혹은, 지연 간섭계)를 대신하여 고속 스위치와 간섭계를 이용하였다. 이때 이러한 구조의 간섭계에서도 양자 위상 간섭은 고전적 간섭과 같은 결과를 얻을 수 있다고 알려져 있다. 고속 스위치는 송신 펄스를 구성하는 칩 신호를 위, 아래 경로로 나누는 역할을 하며, 나눠진 칩 신호는 위쪽 경로를 지나는 경우 1-칩 시간 지연이 되고 아래 경로의 칩 신호는 0°또는 90° 위상 변조가 되어 간섭계를 통해 단일 광자 검출기로 들어가게 된다. 이 구조의 경우 앞선 구조와는 다르게 하나의 시간에서 검출이 되기 때문에 검출 효율이 감소하지 않는다. In Fig. 6, a high-speed switch and an interferometer are used instead of the delay and sum filter (DAF) (or delay interferometer). At this time, it is known that the quantum phase interference in the interferometer of this structure can achieve the same result as the classical interference. The high-speed switch divides the chip signal constituting the transmission pulse into upper and lower paths. The divided chip signal has a 1-chip time delay when passing the upper path, and the chip signal of the lower path is 0 ° or 90 ° phase- And enters the single photon detector through the interferometer. In this structure, detection efficiency is not reduced because detection is performed in one time differently from the previous structure.
마찬가지로 도 6의 구조를 이용하여 송신자(110)와 수신자(120)는 다음과 같이 비밀키를 생성할 수 있다. Similarly, the
1. 송신자(110)는 식 (2)의 양자상태 중 하나를 임의로 선택하여 수신자(120)에게 전송한다.1. The
2. 수신자(120)는 스위치를 이용해 먼저 들어온 칩 신호를 위쪽 경로로 다음에 들어온 칩 신호를 아래쪽 경로로 나눈다. 이 때 위쪽 경로로 들어간 칩 신호는 위상의 변화를 거치지 않고 하나의 칩 시간만큼의 지연을 겪고 아래쪽 경로로 들어간 칩 신호는 수신자(120)가 {0°,90°}중 임의의 값으로 위상 변조(PM)를 한다.2. The
3. 위쪽 경로와 아래쪽 경로의 칩 신호의 보강 간섭에 의한 신호는 단일 광자 검출기 1(SPD1)로 들어가고 상쇄 간섭 신호는 단일 광자 검출기 2(SPD2)로 들어가 검출된다. 3. The signal due to the constructive interference of the chip signal in the upper path and the lower path enters the single photon detector 1 (SPD1) and the canceling interference signal enters the single photon detector 2 (SPD2).
4. 수신자(120)에서 위상 변조를 하지 않은 경우 기저 X에 해당하는 측정이 되고 90°의 위상 변조를 하여 검출된 경우 기저 Z 측정에 해당한다.4. If the
5. 수신자(120)는 송신자(110)에게 측정한 기저를 공개하고 양자상태에 따른 비트 "0" 또는 "1"을 생성한다.5. The
나아가, 4-칩 코딩 시스템은 하나의 단일 광자 펄스를 4개의 칩 신호로 변조한다. 2-칩 코딩 시스템과 동일하게 각 칩 신호는 {0°, 90°, 180°, 270°} 중 하나의 값으로 위상 변조된다. 마찬가지로 일반적인 BB84 프로토콜에 4-칩 코딩 시스템을 적용하기 위해 수학식 4를 만족하는 4개의 양자상태를 만들 수 있으며 칩 신호의 위상 값을 복소수로 나타냈을 때 아래 수학식 8과 같이 나타낸다.Furthermore, the four-chip coding system modulates one single photon pulse into four chip signals. As with the two-chip coding system, each chip signal is phase modulated to one of {0 °, 90 °, 180 °, 270 °}. In order to apply the 4-chip coding system to the general BB84 protocol, four quantum states satisfying Equation (4) can be formed. When the phase value of the chip signal is expressed as a complex number,
일반적으로 BB84 프로토콜에서 단일 광자 펄스 하나는 하나의 비트 정보를 전달한다. 앞의 2-칩 코딩 시스템에서 보인 것처럼 2개의 칩 신호만으로도 하나의 비트 정보를 전송할 수 있는데 4-칩 코딩에 그대로 적용하여 4개의 양자상태를 양자정보로 사용하게 되면 2개의 칩 신호를 4개의 칩에 중복된 정보를 갖도록 하게 된다. 중복된 정보를 갖는 칩 신호는 오히려 도청자(140)에게 노출하는 정보량을 증가시키기 때문에 보안성을 보장할 수 없게 된다. Generally, in the BB84 protocol, a single photon pulse carries one bit of information. As shown in the above two-chip coding system, one bit information can be transmitted with only two chip signals. If four quantum states are used as 4-chip coding and the four quantum states are used as quantum information, So as to have redundant information. The chip signal having redundant information increases the amount of information exposed to the
도 7은 4개의 칩으로 하나의 비트 정보를 전송할 경우에 가능한 도청자(140)의 공격에 대한 일 예이다. 도청자(140)는 송신자(110)가 보낸 신호를 가로채 2-칩 지연 스위치를 통해 위쪽 경로와 아래쪽 경로로 두 칩 신호를 나누어 간섭을 일으킨다. 이 경우 보강 간섭 포트에서 양자상태 {(1,1,1,1), (1,-1,1,-1)}만 검출 확률을 갖게 되며 상쇄 간섭 포트에서는 양자상태 {(1,i,-1,-i), (1,-i,-1,i)}만이 검출 확률을 갖는다. 그렇기 때문에 보강 간섭 포트와 상쇄 간섭 포트에 따라 자동으로 신호의 기저가 구분이 되고 각 기저에 맞는 단일 광자 검출을 하면 도청자(140)는 송신자(110)가 보낸 신호를 정확하게 알아낼 수 있고 해당 신호와 동일한 신호를 재생성하여 수신자(120)에게 보내줌으로써 모든 키 정보를 알아낼 수 있다.FIG. 7 is an example of an attack of a
칩 신호의 개수를 늘리면서 중복되는 정보에 의하여 앞서 설명한 문제가 발생할 수 있는 바, 본 발명에서는 칩 신호의 개수를 증가시키면서 전송하는 정보의 중복을 피하기 위해 전송하는 양자상태의 개수를 증가시키고 이에 따라 하나의 양자상태에 전송하는 정보량을 증가시킴으로써 문제를 해결하였다. 4-칩 코딩 양자 암호 키분배 시스템(100)은 총 16가지 양자상태를 이용하여 하나의 양자상태에 두 개의 큐빗 정보를 전송한다. In the present invention, the number of transmitted quantum states is increased in order to avoid duplication of transmitted information while increasing the number of chip signals, and accordingly, The amount of information to be transmitted to the quantum state of FIG. The four-chip coding quantum cryptography
16가지 양자상태를 생성하는 방법은 아래의 수학식 9와 같이 큐빗생성 연산을 통해 나타낼 수 있다.The method of generating sixteen quantum states can be represented by a qubit generating operation as shown in Equation (9) below.
여기서 의 조합으로 만들어 지는 16개의 양자상태는 아래와 같다. here The following 16 quantum states are produced.
각 양자상태는 큐빗생성 연산의 θ값에 따라 기저가 결정된다. 인 경우 첫 번째 큐빗의 기저는 X, 인 경우 첫 번째 큐빗의 기저는 Z에 매치된다. 마찬가지로 인 경우 두 번째 큐빗의 기저는 X, 인 경우 두 번째 큐빗의 기저는 Z로 매치되어 모든 양자상태 는 {XX, XZ, ZX, ZZ} 기저에 포함된다. Each quantum state is determined based on the value of the qubit generating operation. , The basis of the first qubit is X, , The basis of the first qubit is matched to Z. Likewise , The basis of the second qubit is X, , The basis of the second qubit is matched to Z and all quantum states are contained in {XX, XZ, ZX, ZZ} basis.
16개의 양자상태를 갖는 4-칩 코딩 양자 암호 키분배 시스템(100)의 경우에도 수학식 4와 같이 양자상태 간 내적을 계산하여 동일한 기저의 양자상태들은 서로 직교하고 다른 기저의 양자상태와는 직교하지 않음을 쉽게 알 수 있고 또, 송신자(110)와 수신자(120)가 서로 다른 기저를 사용할 경우 아래의 표 1(4-칩 코딩 양자 암호 키분배 시스템(100)의 양자상태 정보)의 중첩 세트(superposition set) 열에서 보이는 것처럼 특정 기저의 양자상태는 다른 기저의 양자상태들의 중첩(superposition)으로 나타낼 수 있어 동일한 기저를 사용하지 않을 경우 정확한 양자상태를 알아낼 수 없다.In the case of the four-chip coding quantum cryptographic
도 8에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 4-칩 코딩 양자 키분배 시스템(100)의 동작 구조를 도시하고 있다. 도 8에서, 송신자(110)는 16가지 양자상태 중 하나를 수신자(120)에게 전송한다. 수신자(120)에서 수신된 신호는 2-칩 지연 간섭계를 지나 1-칩 지연 간섭계(DAF)를 통과하여 단일 광자 검출기(SPD)로 측정된다. 수신자(120)는 2-칩 지연 간섭계(DAF)와 1-칩 지연 간섭계(DAF)의 위상 경로차에 따라 측정 기저를 정한다. 즉, (2-칩 지연 간섭계(DAF)의 위상 경로차, 1-칩 지연 간섭계(DAF)의 위상 경로차)로 나타내면 (0°,0°)에 해당하는 검출기 1, 2, 5, 6(SPD1, SPD2, SPD5, SPD6)은 기저 XX에 해당하고 (90°,0°)에 해당하는 검출기 9, 10, 13, 14(SPD9, SPD10, SPD13, SPD14)는 기저 XZ에 해당하며, (0°,90°)에 해당하는 검출기 3, 4, 7, 8(SPD3, SPD4, SPD7, SPD8)은 기저 ZX에 해당하고, (90°,90°)에 해당하는 검출기 11, 12, 15, 16(SPD11, SPD12, SPD15, SPD16)은 기저 ZZ에 해당한다.FIG. 8 illustrates an operation structure of a 4-chip coding quantum
양자 채널의 통신이 끝난 후 송신자(110)와 수신자(120)는 서로의 기저를 공개하고 동일한 기저를 사용한 경우의 신호만을 비밀키 추출에 사용한다. 이 때 동일한 기저란 첫 번째 큐빗과 두 번째 큐빗의 기저 모두가 동일한 경우를 말하며 두 개의 큐빗을 직교 위상 편이 변조(Quadrature Phase Shifting Key)에서와 같이 하나의 심볼 단위로 시프팅 과정과 후처리 과정을 진행한다. 이와 같이 심볼 단위로 시프팅 과정과 후처리 과정을 적용할 경우 시스템의 허용 가능한 오류율의 한계값이 증가한다.After the communication of the quantum channel is completed, the
도 8과 같은 구조를 사용할 경우 신호의 측정 효율이 감소하게 되고 칩 신호의 개수가 증가함에 따라 단일 광자 검출기(SPD)의 개수도 증가하게 되는데 2-칩 양자 암호 키분배 시스템(100)에서와 마찬가지로 도 9의 2-칩 스위칭 & 지연 간섭계(DAF)와 1-칩 스위칭&지연 간섭계(DAF)를 이용하여 검출 효율이 감소하지 않게 하고 단일 광자 검출기(SPD)의 개수를 줄일 수 있다.8, the measurement efficiency of a signal is reduced and the number of single photon detectors (SPD) increases as the number of chip signals increases. As in the two-chip quantum cryptographic
칩 신호의 개수를 2N개로 늘린다면 우리가 사용하는 양자상태는 총 4N개가 되며 아래의 수학식 10과 같이 큐빗생성 연산을 통해 나타낼 수 있다.If we increase the number of chip signals to 2 N , we use 4 N total quantum states, which can be expressed by a qubit generating operation as shown in Equation 10 below.
앞에서와 마찬가지로 의 조합이 가능하므로 아래의 수학식 11과 같이 N 큐빗에 대하여 4N 개의 양자상태를 생성할 수 있게 된다. As before It is possible to generate 4 N quantum states with respect to N qubits as shown in Equation (11) below.
하나의 큐빗생성 연산은 하나의 큐빗 정보를 인코딩한다. 큐빗생성 연산 은 독립적인 큐빗들을 생성시킬 수 있고, 따라서 커뮤테이터 이다. 앞서 표 1과 같이 양자상태들이 비직교적 양자상태들의 양자 중첩을 통해 생성되어 질 수 도 있다. One qubit generation operation encodes one qubit information. Qubit generation operation Lt; / RTI > can generate independent cubits, to be. Quantum states can be generated by quantum superposition of non-orthonormal quantum states as shown in Table 1 above.
각 양자상태의 기저는 에 따라 하나의 큐빗의 기저를 X와 Z로 매치하여 XXX...X, ZZZ...Z까지 총 2N개의 기저가 존재하고 송신자(110)와 수신자(120)는 4-칩 양자 암호키 분배 시스템(100)에서 사용한 방법과 동일하게 송신자(110)가 보낸 양자상태의 기저와 수신자(120)의 측정 기저가 동일한 경우의 신호로부터 비밀키 정보를 추출한다.The basis of each quantum state is A total of 2 N bases exist from XXX ... X to ZZZ ... Z, and the
나아가, 도 9의 구조는 2-칩 코딩 시스템. 4-칩 코딩 시스템 뿐만 아니라 2N-칩 코딩 시스템에도 앞서 설명한 방식에 따라 적용될 수 있다.Further, the structure of FIG. 9 is a two-chip coding system. The present invention can be applied not only to the 4-chip coding system but also to the 2N -chip coding system as described above.
본 발명에서는 하나의 단일 광자 펄스를 복소평면의 고속 위상 변조를 하여 작은 시간 단위의 칩으로 나누어 하나의 양자상태를 만들었다. 하나의 고전 비트 정보를 갖는 2-칩 코딩 시스템과 두 개의 비트 정보를 갖는 4-칩 시스템을 살펴봄으로써 해당 변조 방식을 통해 하나의 광자에 N개의 고전 비트 정보를 가질 수 있는 2N-칩 코딩 시스템으로 일반화시킬 수 있음을 확인하였다. 무엇보다 본 발명에서 제안한 다중 큐빗을 인코딩하는 방법은 단순하고 수신부의 구조 또한 스위치, 지연 간섭계 그리고 단일 광자 검출기로만 이루어져 있어 실제 양자 암호 키분배 프로토콜을 용이하게 구현할 수 있게 된다. In the present invention, one single photon pulse is subjected to high-speed phase modulation on a complex plane to divide it into chips of small time units to form one quantum state. Chip coding system having one classical bit information and a 4-chip system having two pieces of bit information, a 2N -chip coding system capable of having N classical bit information in one photon through the corresponding modulation scheme As a generalization. More specifically, the method of encoding a multi-qubit according to the present invention is simple and the structure of the receiving unit is also composed of a switch, a delay interferometer, and a single photon detector, thereby realizing an actual quantum cryptography key distribution protocol.
또한, 도 10에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 장치(110)의 구성도를 예시하고 있으며, 도 11에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치(120)의 구성도를 예시하고 있다.FIG. 10 illustrates a configuration of a transmitting
상기 송신 장치(110) 및 수신 장치(120)에 대해서는 앞서 본 발명에 따른 양자 암호 키 분배 시스템(100) 및 방법에 대한 설명을 참조하여 용이하게 실시할 수 있는 바, 아래에서는 이에 대한 간략한 설명으로로 갈음한다.The transmitting
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 장치(110)는, 일련의 광 펄스를 이용하여 수신 장치(120)와 양자 암호 키를 분배하는 송신 장치(110)로서, 광 펄스를 생성하는 광 펄스 생성부(112) 및 나의 광 펄스를 2N 개의 칩(chip)으로 분할하고, 상기 2N 개의 칩에 미리 정해진 복수의 기저(basis) 중 제1기저를 적용해 위상 변조하여 N 큐빗의 데이터를 실은 광 펄스를 송출하는 광 펄스 변조부(114)를 포함하여 구성되며(여기서, N은 1 이상의 자연수), 이때 상기 수신 장치(120)는 상기 송신 장치(110)가 송출한 광 펄스를 수신하고, 상기 복수의 기저(basis) 중 제2기저를 적용해 광 펄스를 검출하여 상기 데이터 중 일부 또는 전부를 복원하며, 이에 따라 상기 송신 장치(110)와 수신 장치(120)는 상기 제1기저와 상기 제2기저를 대조하고 상기 데이터의 일부 또는 전부를 이용하여 상호간에 암호 키를 분배할 수 있게 된다.First, a transmitting
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치(120)는, 송신 장치(110)로부터 수신하는 일련의 광 펄스를 이용하여 양자 암호 키를 분배하는 수신 장치(120)로서, 송신 장치(110)로부터 하나의 광 펄스가 2N 개의 칩(chip)으로 분할되고, 상기 2N 개의 칩에 미리 정해진 복수의 기저(basis) 중 제1기저를 적용해 위상 변조하여 N 큐빗의 데이터를 실어 송출된 광 펄스를 수신하는 광 펄스 수신부(122) (여기서, N은 1 이상의 자연수) 및 상기 수신한 광 펄스에 상기 복수의 기저(basis) 중 제2기저를 적용해 광 펄스를 검출하여 상기 데이터 중 일부 또는 전부를 복원하는 광 펄스 검출부(124)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이때 상기 송신 장치(110)와 수신 장치(120)는 상기 제1기저와 상기 제2기저를 대조하고 상기 데이터의 일부 또는 전부를 이용하여 상호간에 암호 키를 분배할 수 있게 된다.A receiving
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to illustrate the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 양자 암호 키 분배 시스템
110 : 송신자
112 : 광 펄스 생성부
114 : 광 펄스 변조부
120 : 수신자
122 : 광 펄스 수신부
124 : 광 펄스 검출부
130 : 광 통신망
140 : 도청자100: Quantum cryptographic key distribution system
110: sender
112: Optical pulse generator
114: Optical pulse modulation section
120: Recipient
122: optical pulse receiver
124: Optical pulse detector
130: Optical communication network
140: Interceptor
Claims (15)
하나의 광 펄스를 2N 개의 칩(chip)으로 분할하고, 상기 2N 개의 칩에 미리 정해진 복수의 기저(basis) 중 제1기저를 적용해 위상 변조하여 N 큐빗의 데이터를 실은 광 펄스를 송출하는 송신자 - 여기서, N은 1 이상의 자연수; 및
상기 송신자가 송출한 광 펄스를 수신하고, 상기 복수의 기저(basis) 중 제2기저를 적용해 광 펄스를 검출하여 상기 데이터 중 일부 또는 전부를 복원하는 수신자;를 포함하며,
상기 송신자와 수신자는 상기 제1기저와 상기 제2기저를 대조하고 상기 데이터의 일부 또는 전부를 이용하여 상호간에 암호 키를 분배하는 것을 특징으로 하는 양자 암호 키 분배 시스템.In a system in which a sender and a receiver distribute a quantum cryptographic key using a series of optical pulses,
Dividing the one light pulse with 2 N chips (chip), said 2 N different to the chip applying the first base of the plurality of ground (basis) predetermined by the phase modulation actually the data of the N qubits transmitted light pulses Where N is a natural number greater than or equal to 1; And
And a receiver for receiving the optical pulse transmitted by the transmitter and detecting a light pulse by applying a second base of the plurality of bases to recover a part or all of the data,
Wherein the sender and the receiver match the first base and the second base and distribute the cryptographic keys to each other using part or all of the data.
상기 수신자는,
수신한 광 펄스를 소정의 확률로 분할하여 제1경로와 제2경로로 전달하는 광 분할기;
상기 광 펄스를 입력받아 제1 광 펄스와 제2 광 펄스로 분할하고, 상기 제1 광 펄스를 소정의 칩 간격 만큼 지연시킨 후, 이를 지연되지 않은 상기 제2 광 펄스와 합산시키는 지연 및 합산 필터; 및
상기 지연 및 합산 필터에서 출력되는 광 펄스를 검출하는 광자 검출기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양자 암호 키 분배 시스템.The method according to claim 1,
The receiver,
A light splitter for dividing a received optical pulse at a predetermined probability and transmitting the divided optical pulse to a first path and a second path;
A delay and summing filter for dividing the optical pulse into a first optical pulse and a second optical pulse, delaying the first optical pulse by a predetermined chip interval, and summing the delayed optical pulse and the second optical pulse, ; And
And a photon detector for detecting optical pulses output from the delay and summation filter.
상기 지연 및 합산 필터는,
상기 제2기저에 따라 상기 제1 광 펄스 또는 상기 제2 광 펄스의 위상을 변조하는 위상 변조기를 구비하는 것을 특징으로 하는 양자 암호 키 분배 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the delay and summation filter comprises:
And a phase modulator for modulating the phase of the first optical pulse or the second optical pulse according to the second basis.
상기 수신자는,
상기 N = 1 인 경우, 1-칩 지연 및 합산 필터를 구비하며,
상기 N = 2 인 경우, 2-칩 지연 및 합산 필터와 1-칩 지연 및 합산 필터를 구비하며,
보다 일반적으로 N = n 인 경우, 1-칩 지연 및 합산 필터, 2-칩 지연 및 합산 필터, ... , 2n -1-칩 지연 및 합산 필터를 구비하며 - 여기서, n 은 3 이상의 자연수;
이때, 상기 수신자가 수신한 광 펄스는,
하나 혹은 둘 이상의 광 분할기를 거치면서 복수의 경로로 분할되고,
상기 각 종류의 지연 및 합산 필터를 순차적으로 거친 후,
상기 광 검출기에서 검출되는 것을 특징으로 하는 양자 암호 키 분배 시스템.3. The method of claim 2,
The receiver,
Chip delay and a summation filter when N = 1,
Chip delay and summation filter and a 1-chip delay and summation filter when N = 2,
Chip delay and summation filter, ..., 2 n -1 - chip delay and summing filter, where n is a natural number greater than or equal to 3, where N = n, ;
At this time, the optical pulses received by the receiver,
Is divided into a plurality of paths while passing through one or more optical splitters,
After sequentially passing through the delay and sum filter of each kind,
Wherein the quantum cryptographic key distribution system is detected by the photodetector.
상기 광 분할기는,
상기 광 펄스에서 복수의 칩을 나누어 일부 칩은 제1경로로 전달하고 나머지 칩은 제2경로로 전달하는 스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 양자 암호 키 분배 시스템.3. The method of claim 2,
The optical splitter comprises:
And a switch for dividing the plurality of chips in the optical pulse and transmitting the selected chips to the first path and the remaining chips to the second path.
상기 스위치는,
상기 복수의 칩을 선행하는 절반 및 후행하는 절반의 칩으로 나누어, 각각 상기 제1경로 및 상기 제2경로로 전달하는 것을 특징으로 하는 양자 암호 키 분배 시스템.6. The method of claim 5,
Wherein the switch comprises:
Wherein the plurality of chips are divided into a leading half and a trailing half of chips, and are transmitted to the first path and the second path, respectively.
송신자가 하나의 광 펄스를 2N 개의 칩(chip)으로 분할하고, 상기 2N 개의 칩에 미리 정해진 복수의 기저(basis) 중 제1기저를 적용해 위상 변조하여 N 큐빗의 데이터를 실은 광 펄스를 송출하는 단계(여기서, N은 1 이상의 자연수)를 포함하며,
상기 수신자는 상기 송신자가 송출한 광 펄스를 수신하고, 상기 복수의 기저(basis) 중 제2기저를 적용해 광 펄스를 검출하여 상기 데이터 중 일부 또는 전부를 복원하고,
상기 송신자와 수신자는 상기 제1기저와 상기 제2기저를 대조하고 상기 데이터의 일부 또는 전부를 이용하여 상호간에 암호 키를 분배하는 것을 특징으로 하는 양자 암호 키 분배 방법.In a method in which a sender and a receiver distribute a quantum cryptographic key using a series of optical pulses,
The transmitter divides one optical pulse into 2N chips, phase-modulates the optical signal by applying a first base of a plurality of predetermined bases to the 2N chips, (Where N is a natural number equal to or greater than 1)
The receiver receives an optical pulse transmitted by the sender, detects a light pulse by applying a second base of the plurality of bases, restores a part or all of the data,
Wherein the sender and the receiver match the first base and the second base and distribute the cryptographic keys to each other using part or all of the data.
수신자가, 송신자로부터 하나의 광 펄스가 2N 개의 칩(chip)으로 분할되고, 상기 2N 개의 칩에 미리 정해진 복수의 기저(basis) 중 제1기저를 적용해 위상 변조하여 N 큐빗의 데이터를 실어 송출된 광 펄스를 수신하는 단계(여기서, N은 1 이상의 자연수); 및
상기 수신자가 상기 수신한 광 펄스에 상기 복수의 기저(basis) 중 제2기저를 적용해 광 펄스를 검출하여 상기 데이터 중 일부 또는 전부를 복원하는 단계;를 포함하며,
상기 송신자와 수신자는 상기 제1기저와 상기 제2기저를 대조하고 상기 데이터의 일부 또는 전부를 이용하여 상호간에 암호 키를 분배하는 것을 특징으로 하는 양자 암호 키 분배 방법.In a method in which a sender and a receiver distribute a quantum cryptographic key using a series of optical pulses,
The receiver receives the data of the N -cubes by dividing one optical pulse from the sender into 2N chips, applying the first base of a plurality of predetermined bases to the 2N chips, Receiving light pulses emitted (here, N is a natural number of 1 or more); And
And applying a second base of the plurality of bases to the received optical pulse to detect a light pulse to recover a part or all of the data,
Wherein the sender and the receiver match the first base and the second base and distribute the cryptographic keys to each other using part or all of the data.
상기 복원하는 단계는,
수신한 광 펄스를 소정의 확률로 분할하여 제1경로와 제2경로로 전달하는 광 분할 단계;
상기 광 펄스를 입력받아 제1 광 펄스와 제2 광펄스로 분할하고, 상기 제1 광펄스를 소정의 칩 간격 만큼 지연시킨 후, 이를 지연되지 않은 상기 제2 광 펄스와 합산시키는 지연 및 합산 단계; 및
상기 지연 및 합산 필터에서 출력되는 광 펄스를 검출하는 광자 검출 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 양자 암호 키 분배 방법.9. The method of claim 8,
Wherein,
A light splitting step of splitting the received optical pulses at a predetermined probability and transmitting the divided optical pulses to a first path and a second path;
A delay and summing step of dividing the optical pulse into a first optical pulse and a second optical pulse, delaying the first optical pulse by a predetermined chip interval, and summing the delayed first optical pulse and the second optical pulse, ; And
And a photon detection step of detecting an optical pulse output from the delay and summation filter.
상기 지연 및 합산 단계에서는,
상기 제2기저에 따라 상기 제1 광 펄스 또는 상기 제2 광 펄스의 위상을 변조하는 것을 특징으로 하는 양자 암호 키 분배 방법.10. The method of claim 9,
In the delay and summation step,
Wherein the phase of the first optical pulse or the phase of the second optical pulse is modulated according to the second basis.
상기 수신자는,
상기 N = 1 인 경우, 1-칩 지연 및 합산 필터를 구비하며,
상기 N = 2 인 경우, 2-칩 지연 및 합산 필터와 1-칩 지연 및 합산 필터를 구비하며,
보다 일반적으로 N = n 인 경우, 1-칩 지연 및 합산 필터, 2-칩 지연 및 합산 필터, ... , 2n -1-칩 지연 및 합산 필터를 구비하며 - 여기서, n 은 3 이상의 자연수;
이때, 상기 수신자가 수신한 광 펄스는,
하나 혹은 둘 이상의 광 분할기를 거치면서 복수의 경로로 분할되고,
상기 각 종류의 지연 및 합산 필터를 순차적으로 거친 후,
상기 광 검출기에서 검출되는 것을 특징으로 하는 양자 암호 키 분배 방법.10. The method of claim 9,
The receiver,
Chip delay and a summation filter when N = 1,
Chip delay and summation filter and a 1-chip delay and summation filter when N = 2,
Chip delay and summation filter, ..., 2 n -1 - chip delay and summing filter, where n is a natural number greater than or equal to 3, where N = n, ;
At this time, the optical pulses received by the receiver,
Is divided into a plurality of paths while passing through one or more optical splitters,
After sequentially passing through the delay and sum filter of each kind,
Wherein the quantum cryptographic key distribution is detected by the photodetector.
상기 광 분할 단계는,
상기 광 펄스에서 복수의 칩을 나누어 일부 칩은 제1경로로 전달하고 나머지 칩은 제2경로로 전달하는 스위치를 이용하여 구현되는 것을 특징으로 하는 양자 암호 키 분배 방법.10. The method of claim 9,
The light splitting step includes:
Wherein the optical pulse is implemented using a switch that divides a plurality of chips into a plurality of chips, transfers the chips to a first path, and transmits the remaining chips to a second path.
상기 스위치는,
상기 복수의 칩을 선행하는 절반 및 후행하는 절반의 칩으로 나누어, 각각 상기 제1경로 및 상기 제2경로로 전달하는 것을 특징으로 하는 양자 암호 키 분배 방법.13. The method of claim 12,
Wherein the switch comprises:
And dividing the plurality of chips into a preceding half and a following half chip, and delivering the quantum cipher key to the first path and the second path, respectively.
광 펄스를 생성하는 광 펄스 생성부; 및
하나의 광 펄스를 2N 개의 칩(chip)으로 분할하고, 상기 2N 개의 칩에 미리 정해진 복수의 기저(basis) 중 제1기저를 적용해 위상 변조하여 N 큐빗의 데이터를 실은 광 펄스를 송출하는 광 펄스 변조부 - 여기서, N은 1 이상의 자연수;를 포함하여 구성되며,
상기 수신 장치는 상기 송신 장치가 송출한 광 펄스를 수신하고, 상기 복수의 기저(basis) 중 제2기저를 적용해 광 펄스를 검출하여 상기 데이터 중 일부 또는 전부를 복원하며,
상기 송신 장치와 수신 장치는 상기 제1기저와 상기 제2기저를 대조하고 상기 데이터의 일부 또는 전부를 이용하여 상호간에 암호 키를 분배하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.A transmitting apparatus for distributing a quantum cryptographic key to a receiving apparatus using a series of optical pulses,
An optical pulse generator for generating optical pulses; And
Dividing the one light pulse with 2 N chips (chip), said 2 N different to the chip applying the first base of the plurality of ground (basis) predetermined by the phase modulation actually the data of the N qubits transmitted light pulses , Where N is a natural number greater than or equal to 1,
The receiving apparatus receives an optical pulse transmitted by the transmitting apparatus, detects a light pulse by applying a second base of the plurality of bases and restores a part or all of the data,
Wherein the transmitting device and the receiving device collate the first base and the second base and distribute the cipher key to each other using part or all of the data.
송신 장치로부터 하나의 광 펄스가 2N 개의 칩(chip)으로 분할되고, 상기 2N 개의 칩에 미리 정해진 복수의 기저(basis) 중 제1기저를 적용해 위상 변조하여 N 큐빗의 데이터를 실어 송출된 광 펄스를 수신하는 광 펄스 수신부 - 여기서, N은 1 이상의 자연수; 및
상기 수신한 광 펄스에 상기 복수의 기저(basis) 중 제2기저를 적용해 광 펄스를 검출하여 상기 데이터 중 일부 또는 전부를 복원하는 광 펄스 검출부;를 포함하며,
상기 송신 장치와 수신 장치는 상기 제1기저와 상기 제2기저를 대조하고 상기 데이터의 일부 또는 전부를 이용하여 상호간에 암호 키를 분배하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.A receiving apparatus for distributing a quantum cryptographic key using a series of optical pulses received from a transmitting apparatus,
One optical pulse is divided into 2N chips from the transmitting apparatus. The 2N chips are subjected to phase modulation by applying a first base of a predetermined plurality of bases to the N chips, Wherein N is a natural number of 1 or more; And
And an optical pulse detector for detecting a light pulse by applying a second base of the plurality of bases to the received optical pulse to recover a part or all of the data,
Wherein the transmitting apparatus and the receiving apparatus collate the first base and the second base and distribute the cipher key to each other using part or all of the data.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102011042B1 (en) * | 2018-06-11 | 2019-08-14 | 한국과학기술연구원 | Certificated quantum cryptosystem amd method |
KR20200092674A (en) * | 2019-01-25 | 2020-08-04 | 한국과학기술원 | Method and Apparatus for Distributing Quantum Secure Key Based on Code |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108388946B (en) * | 2018-01-29 | 2021-08-17 | 湘潭大学 | Two-party quantum computing method based on blind quantum computing |
CN108462577B (en) * | 2018-03-27 | 2021-03-16 | 四川航天系统工程研究所 | Decoder for distributing polarization encoding quantum keys |
CN110768780B (en) * | 2019-09-20 | 2021-04-23 | 电子科技大学 | Key distribution method and system based on broadband physical random source |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090124679A (en) | 2008-05-30 | 2009-12-03 | 한국전자통신연구원 | System and method for quantum cryptograpy |
KR20110071803A (en) * | 2009-12-21 | 2011-06-29 | 한국전자통신연구원 | Optical phase modulation method and apparatus for quantum key distribution |
WO2011139304A2 (en) * | 2009-12-15 | 2011-11-10 | Los Alamos National Security, Llc | Quantum enabled security for optical communication |
US20120314867A1 (en) * | 2010-02-15 | 2012-12-13 | Tatsuya Tomaru | Encrypted communication system, transmitter and receiver using same |
JP2013013073A (en) * | 2011-06-17 | 2013-01-17 | Toshiba Corp | Quantum communication system |
KR101466204B1 (en) * | 2013-10-25 | 2014-11-27 | 에스케이 텔레콤주식회사 | Method for Dealing with Double Click Events for Guaranteeing Security of Quantum Key Distribution System |
KR20160091139A (en) * | 2015-01-23 | 2016-08-02 | 서울시립대학교 산학협력단 | Mobile commerce with quantum cryptography enhanced security and authentification method therefor |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4893961B2 (en) * | 2007-09-04 | 2012-03-07 | 日本電気株式会社 | Optical transmitter and control method of composite modulator |
US7853020B2 (en) * | 2007-09-19 | 2010-12-14 | Mogiq Technologies, Inc. | Systems and methods for enhanced quantum key formation using an actively compensated QKD system |
US9258114B2 (en) * | 2012-12-05 | 2016-02-09 | Intel Corporation | Quantum key distribution (QSD) scheme using photonic integrated circuit (PIC) |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20090124679A (en) | 2008-05-30 | 2009-12-03 | 한국전자통신연구원 | System and method for quantum cryptograpy |
WO2011139304A2 (en) * | 2009-12-15 | 2011-11-10 | Los Alamos National Security, Llc | Quantum enabled security for optical communication |
KR20110071803A (en) * | 2009-12-21 | 2011-06-29 | 한국전자통신연구원 | Optical phase modulation method and apparatus for quantum key distribution |
US20120314867A1 (en) * | 2010-02-15 | 2012-12-13 | Tatsuya Tomaru | Encrypted communication system, transmitter and receiver using same |
JP2013013073A (en) * | 2011-06-17 | 2013-01-17 | Toshiba Corp | Quantum communication system |
KR101466204B1 (en) * | 2013-10-25 | 2014-11-27 | 에스케이 텔레콤주식회사 | Method for Dealing with Double Click Events for Guaranteeing Security of Quantum Key Distribution System |
KR20160091139A (en) * | 2015-01-23 | 2016-08-02 | 서울시립대학교 산학협력단 | Mobile commerce with quantum cryptography enhanced security and authentification method therefor |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102011042B1 (en) * | 2018-06-11 | 2019-08-14 | 한국과학기술연구원 | Certificated quantum cryptosystem amd method |
KR20200092674A (en) * | 2019-01-25 | 2020-08-04 | 한국과학기술원 | Method and Apparatus for Distributing Quantum Secure Key Based on Code |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017204440A1 (en) | 2017-11-30 |
KR102053780B1 (en) | 2020-01-22 |
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