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Journal of Digital Convergence

퀀텀정보통신기술의 산업적 응용가능성에 관한 연구

Moon Ju Kwon, 김창선, Seongtaek Park, Taeung Kim

Published Jul 1, 2013• 0 citations
OpenAlex

Abstract

퀀텀정보통신기술은 원자 정도의 매우 작은 소립자를 의미하는 퀀텀의 속성을 연구하는 퀀텀역학에 기반을 두고 연구개발이 진행되는 분야로서, 기존 컴퓨터의 역량을 뛰어넘는 엄청난 계산능력과 커뮤니케이션 파워를 보일 수 있다. 퀀텀정보기술은 기존 컴퓨터의 0과 1을 이용한 계산방식 대신 소위 0과 1 그리고 이 두 상태의 중첩상태를 이용한다. 기존에 생각조차 하기 힘들었던 퀀텀현상의 적극적 활용은 새로운 퀀텀기반 디바이스의 개발을 촉진시켰으며 이론적으로나마 퀀텀컴퓨터의 개발이 가능함으로 보여주고 있다. 이 분야의 새로운 발견은 초정밀 센서, 이미징 처리 디바이스, 새로운 컴퓨터 연산 패러다임의 개발로 이어져 기존에는 생각하기도 힘들었던 문제들을 효율적으로 해결해 나갈 수 있는 방법론은 제시하고 있다. 결과적으로 퀀텀정보통신분야는 특정 산업분야 전체를 파괴하고 새로운 산업을 창조할 수 있는 글로벌 경제구조의 변혁의 원천이 될 수 있다.

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동형암호적 양자계산이 가능한 양자오류정정부호 기법

손일권, 이종현, 이원혁 +2 more

최근 엄청난 계산 능력을 보여주는 양자 컴퓨터와 정보 접근성이 높고 비용이 낮은 클라우드 컴퓨팅에 대한 개발이 활발하 게 이루어지고 있다. 이러한 양자 컴퓨터의 경우 양자오류정정부호가 필수적이며, 클라우드 컴퓨팅의 경우 보안성 및 계산성 을 확보하기 위해 동형암호가 사용될 수 있다. 각각 다른 목적을 위해 사용되는 이 두 기법은 서로 비슷한 가정을 바탕으로 하고 있어, 양자오류정정부호를 기반으로 동형암호를 구성하는 연구들이 진행되어왔다. 따라서 본 논문에서는 일반적인 양자 오류정정부호를 변형하여 동형암호적 양자정보처리가 가능한 기법을 제시한다. 기존의 양자오류정정부호를 이용한 동형암호 기법의 경우 부호를 사용하였지만 오류정정 능력이 전혀 없는데 반해, 제시한 양자오류정정부호 기법을 사용하면 동형암호적 양자정보처리가 가능하면서도, 동시에 양자오류정정부호 본연의 기능인 양자정보의 연산, 저장 중의 오류를 정정할 수 있는 장점이 존재한다.

융합보안논문지•Sep 1, 2019•0 citations

양자역학 태동기의 이원론에 관한 역사적 연구

안호영

베르그송은 당대의 과학적 결과를 끊임없이 참조했으며, 뛰어난 분석력을 바탕으로 이를 자신의 사유 속에서 오랜 시간 응축시켜낸 놀라운 통찰력을 우리에게 제시했다. 물론 이것은 베르그송에게만 해당되는 사실은 아니다. 칸트의 비판철학은 뉴턴의 고전역학을 경이롭게 바라본 철학자가 제시하는 놀라운 사색의 결과물로서, 그의 철학은 과학적 결과를 어떻게 성공적으로 수용할 것인가를 보여준 좋은 선례이기도 하다. 그렇다면 우리는 그 반대 방향에 대해서도 물을 수 있을 것이다. 즉, 과학이 철학적 결과를 수용한다면 어떤 모습일까? 본 논의는 이러한 질문을 베르그송의 사유에 대해 제기하고, 양자역학의 개념을 베르그송의 사유 속에서 이해하려는 시도를 담고 있다. 본 논의는 제기된 질문을 두 가지 방향에서 살펴보고자 한다. 첫째, 베르그송이 자신의 사유를 전개했을 당시의 시대상과 새로운 과학이 태동하여 전개되는 시기의 시대상을 역사적으로 조망하고자 한다. 이를 통해 우리는 베르그송은 자신이 직면한 시대적 한계와의 대결을 통해 새로운 형이상학을 전개하였을 뿐만 아니라, 그의 사유는 새로운 과학이 출현하는 시기와 맞물려 있음을 확인할 수 있을 것이다. 둘째, 과학적 시도의 한계를 단적으로 보여주는 예로서, 양자역학에 등장한 이원론 문제를 살펴보려고 한다. 이원론은 양자역학의 형성과정에서 주조된 개념인 ‘입자－파동 이중성’ 문제 그리고 ‘불확정성의 원리’에서 정형화되었는데, 우리는 이러한 개념이 베르그송의 사유와 매우 유사하다는 것을 드러내고자 한다.

코기토•Aug 1, 2011•0 citations

과학기술 한계 극복의 길을 여는 양자컴퓨터;양자컴퓨터 R&D 현황과 정책

이준, 이상민

꿈의 컴퓨터라 불리는 양자컴퓨터는 기존 디지털 컴퓨터와는 달리 양자원리로 구동된다. 양자컴퓨터는 현행 디지털 컴퓨터가 안고 있는 제반 문제들을 손쉽게 해결할 수 있어 과학기술의 한계를 극복하는 대안으로 인식되고 있다. 양자역학 현상(중첩과 얽힘)을 이용하여 방대한 양의 정보를 병렬로 동시에 처리할 수 있으며 연산소자의 증가에 따른 속도의 향상이 기하급수적으로 증가하게 된다. 이론적으로는 양자컴퓨터는 디지털 컴퓨터로는 풀 수 없는 문제들을 해결할 수 있게 한다. 세계 주요 선진국은 양자컴퓨터의 엄청난 기능과 영향력을 의식하여, 해당 분야 주도권을 확보하고자 막대한 연구개발 예산을 투자하는 국가적 차원의 양자컴퓨팅 연구개발 육성 정책을 수립하여 관련 R&D를 촉진하고 있다. 양자컴퓨터의 개발을 둘러싼 국내·외 동향을 살펴보고 양자컴퓨팅 시대의 도래에 대응하는 정부 및 KISTI의 역할과 지원 방안을 살펴보고자 한다.

•Jul 29, 2019•0 citations

아이디 기반의 일 라운드 삼자 간 키 합의 프로토콜을 이용한 효율적인 결함 허용 회의 키 합의 방법

이상호, 김종, 홍성제

컴퓨터 네트워크를 이용한 회의에 있어서 공유키 합의 프로토콜은 보안이 필요한 회의에 필수적이다. 그중에서도 결함 허용 회의 키 합의 프로토콜은 가짜 참여자가 키 생성을 방해한다고 하더라도 정당한 참여자만이 회의 키를 공유할 수 있게 만들어주는 방법이다. 그러나 기존의 방법은 가짜 참여자의 수가 많을 경우 효율적으로 동작하지 못한다는 문제점이 있다. 본 논문은 결함 허용 회의 키 합의 방법에 아이디 기반의 삼자 간 키 합의 프로토콜을 적용하여 기존의 방법들에 비하여 낮은 키 합의 비용으로 동작하는 결함 허용 회의 키 합의 방법을 제안한다. 실험결과는 효율적이라고 알려진 Yi의 방법보다 제안 방법이 효율적이며, 특히 공격자가 많은 경우엔 더욱 효율적으로 동작하는 것을 보여준다.

•Jul 1, 2008•0 citations

무선 센서 네트워크를 위한 물리계층 보안 기술연구

임상훈, 전형석, 최진호 +1 more

본고에서는 센서 네트워크의 분산 검출 분야에서 최근 활발히 연구되고 있는 물리계층 보안기술들을 소개하고자 한다. 복잡한 연산과정을 요구하는 기존 암호학 기반의 보안 시스템은 배터리용량과 연산 능력이 제한된 센서 네트워크에서 많은 유지보수 비용을 유발할 수 밖에 없다. 본고에서 소개할 물리계층 보안기술들은 기존의 통신 모뎀 기술을 보안 강화의 목적으로 재활용하는 기술이다. 따라서, 복잡한 연산이나 추가적인 하드웨어를 필요로 하지 않기 때문에 자원이 제한된 센서 네트워크에 매우 적합하다. 본고에서는 센서네트워크에서 제안된 대표적인 물리계층 보안기술인 확률적 암호화 (stochastic encryption) 기법과 채널 인지 암호화 (channel aware encryption) 기법을 소개한다. 제안된 물리계층 암호화 기술을 두 가지 무선 채널 모형 PAC (parallel access channel)과 MAC (multiple access channel)에서 간략화된 모델로 재해석하여 센서 네트워크를 위한 보안 기술로서 적합성 여부를 평가하도록 하겠다.

한국통신학회지(정보와통신)•Jan 1, 2014•0 citations

양자 암호의 보안성 재고와 프로토콜 개선을 통한 보안성 향상

배준우

양자 통신에서 양자 채널은 일반적으로 잡음을 수반하여 송신자가 보낸 양자 신호들에 잡음을 더하고 신호의 왜곡을 생성하는데, 일반적으로 이 잡음의 정도는 송수신자 간의 통신을 통해 규명할 수 있다. 본 논문에서는 양자 암호 프로토콜에서 양자채널의 구성에 고차원의 양자계가 적용되었을 때 보안성을 얻을 수 있는 양자 채널의 조건들을 살펴보고자 한다. 특별히 고차원의 양자 신호를 사용하고 양방향 통신을 활용하여 안전한 양자 암호 프로토콜이 견딜 수 있는 한계 잡음 수준을 올릴 수 있음을 보이고자 한다. 본 연구의 결과는 2차원의 양자 신호를 사용하는 양자 암호 프로토콜인 Bennett-Brassard-1984 프로토콜, six-state 프로토콜 등에 적용할 수 있으며, 확장된 일반적인 d차원에서 2-기저 프로토콜 혹은 (d+1)-기저 프로토콜등에 적용할 수 있다.

한국통신학회지(정보와통신)•Jul 1, 2015•0 citations
퀀텀정보통신기술은 원자 정도의 매우 작은 소립자를 의미하는 퀀텀의 속성을 연구하는 퀀텀역학에 기반을 두고 연구개발이 진행되는 분야로서, 기존 컴퓨터의 역량을 뛰어넘는 엄청난 계산능력과 커뮤니케이션 파워를 보일 수 있다. 퀀텀정보기술은 기존 컴퓨터의 0과 1을 이용한 계산방식 대신 소위 0과 1 그리고 이 두 상태의 중첩상태를 이용한다. 기존에 생각조차 하기 힘들었던 퀀텀현상의 적극적 활용은 새로운 퀀텀기반 디바이스의 개발을 촉진시켰으며 이론적으로나마 퀀텀컴퓨터의 개발이 가능함으로 보여주고 있다. 이 분야의 새로운 발견은 초정밀 센서, 이미징 처리 디바이스, 새로운 컴퓨터 연산 패러다임의 개발로 이어져 기존에는 생각하기도 힘들었던 문제들을 효율적으로 해결해 나갈 수 있는 방법론은 제시하고 있다. 결과적으로 퀀텀정보통신분야는 특정 산업분야 전체를 파괴하고 새로운 산업을 창조할 수 있는 글로벌 경제구조의 변혁의 원천이 될 수 있다.
최근 엄청난 계산 능력을 보여주는 양자 컴퓨터와 정보 접근성이 높고 비용이 낮은 클라우드 컴퓨팅에 대한 개발이 활발하 게 이루어지고 있다. 이러한 양자 컴퓨터의 경우 양자오류정정부호가 필수적이며, 클라우드 컴퓨팅의 경우 보안성 및 계산성 을 확보하기 위해 동형암호가 사용될 수 있다. 각각 다른 목적을 위해 사용되는 이 두 기법은 서로 비슷한 가정을 바탕으로 하고 있어, 양자오류정정부호를 기반으로 동형암호를 구성하는 연구들이 진행되어왔다. 따라서 본 논문에서는 일반적인 양자 오류정정부호를 변형하여 동형암호적 양자정보처리가 가능한 기법을 제시한다. 기존의 양자오류정정부호를 이용한 동형암호 기법의 경우 부호를 사용하였지만 오류정정 능력이 전혀 없는데 반해, 제시한 양자오류정정부호 기법을 사용하면 동형암호적 양자정보처리가 가능하면서도, 동시에 양자오류정정부호 본연의 기능인 양자정보의 연산, 저장 중의 오류를 정정할 수 있는 장점이 존재한다.
베르그송은 당대의 과학적 결과를 끊임없이 참조했으며, 뛰어난 분석력을 바탕으로 이를 자신의 사유 속에서 오랜 시간 응축시켜낸 놀라운 통찰력을 우리에게 제시했다. 물론 이것은 베르그송에게만 해당되는 사실은 아니다. 칸트의 비판철학은 뉴턴의 고전역학을 경이롭게 바라본 철학자가 제시하는 놀라운 사색의 결과물로서, 그의 철학은 과학적 결과를 어떻게 성공적으로 수용할 것인가를 보여준 좋은 선례이기도 하다. 그렇다면 우리는 그 반대 방향에 대해서도 물을 수 있을 것이다. 즉, 과학이 철학적 결과를 수용한다면 어떤 모습일까? 본 논의는 이러한 질문을 베르그송의 사유에 대해 제기하고, 양자역학의 개념을 베르그송의 사유 속에서 이해하려는 시도를 담고 있다. 본 논의는 제기된 질문을 두 가지 방향에서 살펴보고자 한다. 첫째, 베르그송이 자신의 사유를 전개했을 당시의 시대상과 새로운 과학이 태동하여 전개되는 시기의 시대상을 역사적으로 조망하고자 한다. 이를 통해 우리는 베르그송은 자신이 직면한 시대적 한계와의 대결을 통해 새로운 형이상학을 전개하였을 뿐만 아니라, 그의 사유는 새로운 과학이 출현하는 시기와 맞물려 있음을 확인할 수 있을 것이다. 둘째, 과학적 시도의 한계를 단적으로 보여주는 예로서, 양자역학에 등장한 이원론 문제를 살펴보려고 한다. 이원론은 양자역학의 형성과정에서 주조된 개념인 ‘입자－파동 이중성’ 문제 그리고 ‘불확정성의 원리’에서 정형화되었는데, 우리는 이러한 개념이 베르그송의 사유와 매우 유사하다는 것을 드러내고자 한다.
꿈의 컴퓨터라 불리는 양자컴퓨터는 기존 디지털 컴퓨터와는 달리 양자원리로 구동된다. 양자컴퓨터는 현행 디지털 컴퓨터가 안고 있는 제반 문제들을 손쉽게 해결할 수 있어 과학기술의 한계를 극복하는 대안으로 인식되고 있다. 양자역학 현상(중첩과 얽힘)을 이용하여 방대한 양의 정보를 병렬로 동시에 처리할 수 있으며 연산소자의 증가에 따른 속도의 향상이 기하급수적으로 증가하게 된다. 이론적으로는 양자컴퓨터는 디지털 컴퓨터로는 풀 수 없는 문제들을 해결할 수 있게 한다. 세계 주요 선진국은 양자컴퓨터의 엄청난 기능과 영향력을 의식하여, 해당 분야 주도권을 확보하고자 막대한 연구개발 예산을 투자하는 국가적 차원의 양자컴퓨팅 연구개발 육성 정책을 수립하여 관련 R&D를 촉진하고 있다. 양자컴퓨터의 개발을 둘러싼 국내·외 동향을 살펴보고 양자컴퓨팅 시대의 도래에 대응하는 정부 및 KISTI의 역할과 지원 방안을 살펴보고자 한다.
컴퓨터 네트워크를 이용한 회의에 있어서 공유키 합의 프로토콜은 보안이 필요한 회의에 필수적이다. 그중에서도 결함 허용 회의 키 합의 프로토콜은 가짜 참여자가 키 생성을 방해한다고 하더라도 정당한 참여자만이 회의 키를 공유할 수 있게 만들어주는 방법이다. 그러나 기존의 방법은 가짜 참여자의 수가 많을 경우 효율적으로 동작하지 못한다는 문제점이 있다. 본 논문은 결함 허용 회의 키 합의 방법에 아이디 기반의 삼자 간 키 합의 프로토콜을 적용하여 기존의 방법들에 비하여 낮은 키 합의 비용으로 동작하는 결함 허용 회의 키 합의 방법을 제안한다. 실험결과는 효율적이라고 알려진 Yi의 방법보다 제안 방법이 효율적이며, 특히 공격자가 많은 경우엔 더욱 효율적으로 동작하는 것을 보여준다.
본고에서는 센서 네트워크의 분산 검출 분야에서 최근 활발히 연구되고 있는 물리계층 보안기술들을 소개하고자 한다. 복잡한 연산과정을 요구하는 기존 암호학 기반의 보안 시스템은 배터리용량과 연산 능력이 제한된 센서 네트워크에서 많은 유지보수 비용을 유발할 수 밖에 없다. 본고에서 소개할 물리계층 보안기술들은 기존의 통신 모뎀 기술을 보안 강화의 목적으로 재활용하는 기술이다. 따라서, 복잡한 연산이나 추가적인 하드웨어를 필요로 하지 않기 때문에 자원이 제한된 센서 네트워크에 매우 적합하다. 본고에서는 센서네트워크에서 제안된 대표적인 물리계층 보안기술인 확률적 암호화 (stochastic encryption) 기법과 채널 인지 암호화 (channel aware encryption) 기법을 소개한다. 제안된 물리계층 암호화 기술을 두 가지 무선 채널 모형 PAC (parallel access channel)과 MAC (multiple access channel)에서 간략화된 모델로 재해석하여 센서 네트워크를 위한 보안 기술로서 적합성 여부를 평가하도록 하겠다.
양자 통신에서 양자 채널은 일반적으로 잡음을 수반하여 송신자가 보낸 양자 신호들에 잡음을 더하고 신호의 왜곡을 생성하는데, 일반적으로 이 잡음의 정도는 송수신자 간의 통신을 통해 규명할 수 있다. 본 논문에서는 양자 암호 프로토콜에서 양자채널의 구성에 고차원의 양자계가 적용되었을 때 보안성을 얻을 수 있는 양자 채널의 조건들을 살펴보고자 한다. 특별히 고차원의 양자 신호를 사용하고 양방향 통신을 활용하여 안전한 양자 암호 프로토콜이 견딜 수 있는 한계 잡음 수준을 올릴 수 있음을 보이고자 한다. 본 연구의 결과는 2차원의 양자 신호를 사용하는 양자 암호 프로토콜인 Bennett-Brassard-1984 프로토콜, six-state 프로토콜 등에 적용할 수 있으며, 확장된 일반적인 d차원에서 2-기저 프로토콜 혹은 (d+1)-기저 프로토콜등에 적용할 수 있다.