과학기술부, 새로운 양자 암호 프로토콜 개발
암호는 공개키, 비밀키, 그리고 해쉬함수2)로 나누어지는데, 이중 가장 중요한 공개키는 양자컴퓨터가 개발되면 안정성이 보장되지 못하므로 이를 양자암호로 대치하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이때까지 개발된 많은 양자암호 방법들도 새로운 공격법들의 개발에 따라 하나 이상의 공격에 매우 취약한 것으로 드러났다. 이에 대한 대안은 단일 광자3)를 이용하는 방법이다. 그러나 이 방법도 단일 광자를 얻고 측정하고 식별하는 기술적 어려움은 차치하고라도 단일 광자는 전송 선로 상에서 흡수나 산란에 의해 없어지기 쉽기 때문에 통신 자체에 문제가 생길 수 있다.
본 연구단은 광자들이 모인 광자다발의 편광4)을 불규칙하게 회전시킴으로서 극도의 안정성이 보장되는 간단한 양자암호화 방법을 개발하였다.
이 새로운 방법은 기존의 공격들에 대해 극히 안전할 뿐 아니라 광자다발을 이용함으로써 통신 효율성을 제고한 안전한 양자암호화 방법이다.
송신자는 두 광자 다발의 편광을 각각 임의의 각으로 회전시켜 수신자에게 보내고 수신자는 광자 다발들의 편광을 임의의 각으로 회전시켜 다시 송신자에게 보낸다. 광자 다발을 받은 송신자는 처음 자신이 회전시킨 양 만큼 푼 뒤 두 광자 다발 중 하나를 감추고 나머지 한 광자다발에 정보신호를 넣어 송신하면 수신자는 이 편광을 측정하여 암호화된 값을 알 수 있다.
이 방법은 임의의 각으로 회전시킴으로서 외부의 침입자가 편광의 회전량을 정확히 구할 수 없어 공격할 수 없다.
두 광자 다발 중 한 광자 다발에만 정보신호를 실어 전송함으로 제삼자는 어느 광자 다발을 택했는지 알 수 없어 정보를 파악할 수 없다.
본 양자암호 방법은 광자 다발을 사용하므로 이때까지 제기된 문제점들에 대한 돌파구를 열었으며, 현재 전 세계적으로 시도되고 있는 양자 암호의 실용화를 한걸음 앞당길 수 있는 계기가 될 것으로 기대된다.
이번 연구 결과는 물리학 분야 최고의 학술지인 미국물리학회지, 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)에 7월 22일자에 게재될 예정이며 본 논문의 중요 내용은 미국물리학회(AIP: American Institute of Physics)의 피직스 뉴스 업데이트(Physics News Update)에 소개되었다. 본 양자 암호 방법은 현재 국내 특허 출원 중이며 곧 국제 특허 출원 예정이다.
피직스 뉴스 업데이트(Physics News Update)는 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters), 네이쳐, 사이언스 등에 실리는 물리학과 관련된 모든 논문과 기타 각종학회에서 발표되는 관련 내용까지 총 망라해 물리학 분야에서 가장 중요한 최근 연구 내용을 1주에 2-3편씩 엄선하여 소개한다.
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2008년 2월 25일 10:56
