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KR20230030758A - Method for Communication Using Quantum Cryptography and Network for the Same - Google Patents

Method for Communication Using Quantum Cryptography and Network for the Same Download PDF

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Publication number
KR20230030758A
KR20230030758A KR1020210112811A KR20210112811A KR20230030758A KR 20230030758 A KR20230030758 A KR 20230030758A KR 1020210112811 A KR1020210112811 A KR 1020210112811A KR 20210112811 A KR20210112811 A KR 20210112811A KR 20230030758 A KR20230030758 A KR 20230030758A
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KR
South Korea
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random number
parity bit
error
parity
quantum
Prior art date
Application number
KR1020210112811A
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Korean (ko)
Inventor
김창준
Original Assignee
주식회사 엘지유플러스
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Publication date
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Abstract

The present invention relates to a quantum encryption communication method with increased stability using parity and a device therefor. A communication method of a transmission side therefor comprises: generating random numbers for quantum encrypted communication; generating parity bits according to a predetermined standard in the random number; transmitting the random number and the parity bit to a receiving side using a randomly generated transmission code sequence; and checking whether there is an error using the first part of the random number and the parity bit corresponding to the part of the transmission code string that matches the reception code string used for reception by the receiving side. The checking of an error includes checking for an error in a parity bit in a first part of the random number and the parity bit.

Description

패리티를 이용하여 안정성이 증가된 양자 암호화 통신 방법 및 이를 위한 장치 {Method for Communication Using Quantum Cryptography and Network for the Same}Quantum encryption communication method with increased stability using parity and apparatus therefor {Method for Communication Using Quantum Cryptography and Network for the Same}

본 발명은 패리티를 이용하여 안정성이 증가된 양자 암호화 통신 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것으로서, 구체적으로 QKD (Quantum Key Distribution) 등의 양자 암호화 방식에서 중간자의 공격률이 일정 비율 이하이더라도 패리티 정보를 이용하여 중간자 검출 확률을 높여 안정성을 증가시키는 양자 암호화 통신 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다.The present invention relates to a quantum encryption communication method with increased stability using parity and an apparatus therefor. It relates to a quantum cryptographic communication method and apparatus for increasing stability by increasing the probability of detecting a man-in-the-middle.

최근 ‘양자 보안'이란 용어를 언론에서 적지 않게 볼 수 있다. 양자 보안이란 정확히는 ‘Quantum-Safe Security’를 말하는 것으로 양자 컴퓨터(quantum computer)의 연산능력으로도 뚫을 수 없는 보안 기술을 의미한다.Recently, the term 'quantum security' can be seen quite often in the media. Quantum security, to be exact, refers to ‘Quantum-Safe Security’, which means a security technology that cannot be penetrated even with the computational power of a quantum computer.

한편, 최근 유무선 통신 서비스가 널리 보급되고 개인 프라이버시에 대한 사회적 인식이 높아짐에 따라 통신망에 대한 보안 문제가 중요한 이슈로 떠오르고 있다. 특히, 국가, 기업, 금융 등과 관련된 통신망에서의 보안은 개인의 문제를 넘어서 사회적 문제로 확장될 수 있을 만큼 중요성을 가질 수 있어 보안에 대한 중요성이 크게 강조되고 있다.On the other hand, as wired and wireless communication services have recently been widely spread and social awareness of personal privacy has increased, the security problem of communication networks has emerged as an important issue. In particular, since security in communication networks related to countries, corporations, finance, etc. can be important enough to extend beyond individual problems to social problems, the importance of security is greatly emphasized.

이러한 통신에 있어서의 보안에 대한 중요성, 특히 양자 암호화에 대한 중요성과 함께 QKD(Quantum Key Distribution, QKD) 기술에 대해서도 집중적인 연구가 이루어지고 있다.Along with the importance of security in such communication, especially quantum encryption, intensive research is being conducted on Quantum Key Distribution (QKD) technology.

구체적으로, 양자 암호 통신 시스템에서는 어플리케이션이 양자 암호키를 생성하는 양자 암호키 분배 장치(QKD)로 필요한 규격(예를 들어, 양자 암호키의 길이, 양자 암호키의 갱신 주기 등)에 따른 양자 암호키를 요청하여 획득하고, 획득한 양자 암호키를 이용하여 데이터를 암호화하여 통신을 수행하게 된다.Specifically, in a quantum cryptographic communication system, a quantum cryptographic key distribution device (QKD) in which an application generates a quantum cryptographic key is quantum cryptography according to the required specifications (eg, quantum cryptographic key length, quantum cryptographic key renewal cycle, etc.) A key is requested and obtained, and data is encrypted using the obtained quantum encryption key to perform communication.

다만, 상술한 QKD 방식은 에러가 25% 이상 존재할 경우에 중간자(도청자)를 검출할 수 있다. 따라서, 중간자가 공격률을 낮춰 공격하게 되면 상술한 종래 QKD 방식으로는 중간자 검출을 수행할 수 없는 단점이 있다.However, the above-described QKD method can detect a man in the middle (eavesdropper) when an error of 25% or more exists. Therefore, if the man-in-the-middle attacks by lowering the attack rate, there is a disadvantage in that man-in-the-middle detection cannot be performed with the conventional QKD method described above.

상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명의 일 측면에서는 QKD 등의 양자 암호화 방식에서 중간자의 공격률이 일정 비율 이하이더라도 패리티 정보를 이용하여 중간자 검출 확률을 높여 안정성을 증가시키고자 한다.In order to solve the above problem, in one aspect of the present invention, even if the attack rate of the man-in-the-middle is less than a certain rate in a quantum encryption method such as QKD, it is intended to increase stability by increasing the probability of man-in-the-middle detection using parity information.

또한, QKD 방식에서 에러 검출 방식(예를 들어, BB84 방식)을 상술한 바와 같이 패리티 정보를 추가함에 따라 구체적으로 어떻게 수행할 것인지를 제안하고, 이를 위한 구성을 구체화하고자 한다. In addition, as the error detection method (eg, BB84 method) in the QKD method is added with parity information as described above, how to perform it in detail is proposed, and a configuration for this is to be specified.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problems to be solved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에서는, 양자 암호화 통신을 위한 송신측의 방법에 있어서, 상기 양자 암호화 통신을 위한 난수를 생성하고; 상기 난수에 소정 기준에 따른 패리티 비트를 생성하며; 상기 난수와 상기 패리티 비트를 임의로 생성된 송신코드열을 이용하여 수신측에 전송하고; 상기 송신코드열 중 상기 수신측의 수신에 사용된 수신코드열과 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분을 이용하여 오류 여부를 확인하는 것을 포함하되, 상기 오류 여부를 확인하는 것은, 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분에서 패리티 비트의 오류를 확인하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 양자 암호화 통신 방법을 제안한다.In one aspect of the present invention for solving the above problems, in a method of a transmitting side for quantum cryptographic communication, generating a random number for the quantum cryptographic communication; generating parity bits according to a predetermined criterion in the random number; transmitting the random number and the parity bit to a receiving side using a randomly generated transmission code sequence; Checking whether or not there is an error using the first part of the parity bit and the random number corresponding to the part corresponding to the received code string used for reception of the receiving side among the transmitted code strings, It proposes a quantum encryption communication method, characterized in that it comprises checking the error of the parity bit in the first part of the random number and the parity bit.

이때, 상기 오류 여부를 확인하는 것은, 상기 제 1 부분 중 패리티 비트의 오류가 없는 제 2 부분에 대해 상기 수신측이 오류 여부를 추가로 확인하도록 지원하는 것을 더 포함할 수 있다.In this case, checking whether or not there is an error may further include supporting the receiving side to additionally check whether or not there is an error with respect to the second part having no parity bit error among the first part.

상기 양자 암호화 통신은 QKD (Quantum Key Distribution) 방식을 이용한 양자 암호화 통신일 수 있으며, 상기 송신측 및 상기 수신측은 QKD 지원을 위한 하드웨어 구성을 갖춘 노드일 수 있다.The quantum cryptographic communication may be quantum cryptographic communication using a Quantum Key Distribution (QKD) method, and the transmitting side and the receiving side may be nodes equipped with a hardware configuration for supporting QKD.

또한, 상기 송신측과 상기 수신측은 QKD 지원을 위한 광 통신을 지원하는 경로로 연결될 수 있다.In addition, the transmitting side and the receiving side may be connected by a path supporting optical communication for supporting QKD.

여기서, 상기 송신 코드열은 상기 송신측이 상기 난수의 비트열 각각에 대응하여 제 1 값(+) 또는 제 2 값(x)을 임의로 생성한 코드열일 수 있으며, 상기 제 1 부분은, 상기 수신측이 임의로 생성한 수신 코드열과 상기 송신 코드열 중 코드 값이 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 부분일 수 있다.Here, the transmission code string may be a code string in which the transmission side randomly generates a first value (+) or a second value (x) corresponding to each bit string of the random number, and the first part is It may be a part of the random number and the parity bit corresponding to a part in which code values of the received code string and the transmitted code string randomly generated by the side are identical.

더 구체적으로, 상기 제 1 부분은, 상기 수신측이 임의로 생성한 수신 코드열과 상기 송신 코드열 중 상기 난수와 대응하는 상기 패리티 비트의 조합에 대한 코드 값이 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 부분일 수 있다.More specifically, the first part may include the random number corresponding to a part in which the code value of the combination of the parity bits corresponding to the random number of the received code sequence and the transmitted code sequence arbitrarily generated by the receiving side coincide with the random number and the transmission code sequence. It may be part of a parity bit.

한편, 상기 패리티 비트의 오류를 확인하는 것은, 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분 내의 패리티 비트 중 대응하는 난수의 비트열로부터 상기 소정 기준에 따라 생성되는 값과 다른 값을 가지는 패리티 비트를 확인하는 것을 포함할 수 있다.Meanwhile, checking the error of the parity bit checks a parity bit having a value different from a value generated according to the predetermined criterion from a bit string of the random number and the corresponding random number among the parity bits in the first part of the parity bits. may include doing

상기 소정 기준은 상기 난수 2비트 단위로 배타적 논리합에 대응하는 비트로서 상기 패리티 비트를 생성하도록 규정될 수 있다.The predetermined criterion may be defined to generate the parity bit as a bit corresponding to the exclusive OR in units of 2 bits of the random number.

이에 기반하여, 상기 송신측은 상기 수신측과, 상기 난수와 상기 패리티 비트의 상기 제 1 부분을 제외한 제 3 부분을 이용하여 통신을 수행하는 것을 추가적으로 포함할 수 있다.Based on this, the transmitting side may further include performing communication with the receiving side using a third part other than the first part of the random number and the parity bit.

한편, 본 발명의 다른 일 측면에서는 양자 암호화 통신을 수행하기 위한 송신측 장치에 있어서, 상기 양자 암호화 통신을 위한 난수를 생성하고, 상기 난수에 소정 기준에 따른 패리티 비트를 생성하도록 구성되는 프로세서; 상기 난수와 상기 패리티 비트를 임의로 생성된 송신코드열을 이용하여 수신측에 전송하도록 구성되는 송수신기; 및 상기 송신코드열을 저장하는 메모리를 포함하며, 상기 프로세서는 상기 메모리에 저장된 상기 송신코드열 중 상기 수신측의 수신에 사용된 수신코드열과 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분을 이용하여 오류 여부를 확인하도록 구성되며, 상기 오류 여부를 확인하는 것은, 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분에서 패리티 비트의 오류를 확인하는 것을 특징으로 하는, 양자 암호화 통신 장치를 제안한다.On the other hand, in another aspect of the present invention, in a transmitting device for performing quantum cryptographic communication, a processor configured to generate random numbers for the quantum cryptographic communication and to generate parity bits according to a predetermined standard in the random numbers; a transceiver configured to transmit the random number and the parity bit to a receiving side using a randomly generated transmission code sequence; and a memory for storing the transmission code sequence, wherein the processor determines the random number and the parity bit corresponding to a portion identical to a received code sequence used for reception at the reception side among the transmission code sequences stored in the memory. It is configured to check whether there is an error using part 1, and the checking whether there is an error is to propose a quantum encryption communication device, characterized in that checking the error of the parity bit in the first part of the random number and the parity bit. do.

상기 프로세서는 상기 제 1 부분 중 패리티 비트의 오류가 없는 제 2 부분에 대해 상기 수신측이 오류 여부를 추가로 확인하도록 지원할 수 있다.The processor may support the receiving side to additionally check whether or not there is an error in the second part having no parity bit error among the first part.

상기 양자 암호화 통신은 QKD (Quantum Key Distribution) 방식을 이용한 양자 암호화 통신일 수 있으며, 상기 송신측 장치는 하드웨어 구성으로서 상기 송신측 장치의 호스트 노드에 장착될 수 있다.The quantum cryptographic communication may be quantum cryptographic communication using a Quantum Key Distribution (QKD) method, and the transmitting device may be installed in a host node of the transmitting device as a hardware configuration.

또한, 상기 송수신기는 상기 수신측과 QKD 지원을 위한 광 통신을 지원하는 경로로 연결될 수 있다.In addition, the transceiver may be connected to the receiver through a path supporting optical communication for QKD support.

한편, 상기 송신 코드열은 상기 프로세서가 상기 난수의 비트열 각각에 대응하여 제 1 값(+) 또는 제 2 값(x)을 임의로 생성한 코드열일 수 있으며, 상기 제 1 부분은, 상기 수신측이 임의로 생성한 수신 코드열과 상기 송신 코드열 중 코드 값이 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 부분일 수 있다.Meanwhile, the transmission code string may be a code string in which the processor randomly generates a first value (+) or a second value (x) corresponding to each bit string of the random number, and the first part is It may be a part of the random number and the parity bit corresponding to a part in which code values of the randomly generated received code string and the transmitted code string match.

더 구체적으로, 상기 제 1 부분은, 상기 수신측이 임의로 생성한 수신 코드열과 상기 송신 코드열 중 상기 난수와 대응하는 상기 패리티 비트의 조합에 대한 코드 값이 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 부분일 수 있다.More specifically, the first part may include the random number corresponding to a part in which the code value of the combination of the parity bits corresponding to the random number of the received code sequence and the transmitted code sequence arbitrarily generated by the receiving side coincide with the random number and the transmission code sequence. It may be part of a parity bit.

한편, 상기 프로세서는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분 내의 패리티 비트 중 대응하는 난수의 비트열로부터 상기 소정 기준에 따라 생성되는 값과 다른 값을 가지는 패리티 비트를 확인함으로써 상기 패리티 비트의 오류를 확인하도록 구성될 수 있다.Meanwhile, the processor detects an error of the parity bits by checking a parity bit having a value different from a value generated according to the predetermined criterion from a bit string of the random number and the corresponding random number among the parity bits in the first part of the parity bits. It can be configured to check.

상기 소정 기준은 상기 난수 2비트 단위로 배타적 논리합에 대응하는 비트로서 상기 패리티 비트를 생성하도록 규정될 수 있다.The predetermined criterion may be defined to generate the parity bit as a bit corresponding to the exclusive OR in units of 2 bits of the random number.

또한, 상기 프로세서는 상기 송수신기를 통해 상기 수신측과, 상기 난수와 상기 패리티 비트의 상기 제 1 부분을 제외한 제 3 부분을 이용하여 통신을 수행하도록 제어할 수 있다.In addition, the processor may control the transceiver to perform communication with the receiving side using a third portion of the random number and the parity bit other than the first portion.

한편, 본 발명의 다른 일 측면에서는 양자 암호화 통신을 위한 수신측의 방법에 있어서, 송신측으로부터 전송된 난수와 패리티 비트를 임의로 생성된 수신코드열을 이용하여 수신하고; 상기 수신코드열 중 상기 송신측이 전송에 사용한 전송코드열과 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분을 이용하여 오류 여부를 확인하는 것을 포함하되, 상기 오류 여부를 확인하는 것은, 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분에서 패리티 비트의 오류를 확인하고; 상기 제 1 부분 중 패리티 비트의 오류가 없는 제 2 부분에 대해 오류 여부를 추가로 확인하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 양자 암호화 통신 방법을 제안한다.On the other hand, in another aspect of the present invention, in a receiving side method for quantum cryptographic communication, receiving a random number and parity bit transmitted from a transmitting side using a randomly generated received code sequence; Checking whether there is an error using the first part of the parity bit and the random number corresponding to a portion of the received code sequence that matches the transmission code sequence used by the transmission side for transmission, wherein the checking whether the error occurs , check the error of the parity bit in the first part of the random number and the parity bit; We propose a quantum encryption communication method comprising additionally checking whether or not there is an error in the second part having no parity bit error among the first part.

또한, 상기 제 2 부분에 대해 오류 여부를 추가로 확인하기 위해 상기 송신측으로부터 상기 제 2 부분에 대한 상기 난수 정보를 획득하는 것을 추가로 포함할 수 있다.The method may further include obtaining the random number information for the second part from the sender in order to further check whether or not there is an error in the second part.

한편, 상기 양자 암호화 통신은 QKD (Quantum Key Distribution) 방식을 이용한 양자 암호화 통신일 수 있으며, 상기 송신측 및 상기 수신측은 QKD 지원을 위한 하드웨어 구성을 갖춘 노드일 수 있다.Meanwhile, the quantum cryptographic communication may be quantum cryptographic communication using a Quantum Key Distribution (QKD) method, and the transmitting side and the receiving side may be nodes equipped with hardware configurations for QKD support.

상기 송신측과 상기 수신측은 QKD 지원을 위한 광 통신을 지원하는 경로로 연결될 수 있다.The transmitting side and the receiving side may be connected through a path supporting optical communication for supporting QKD.

한편, 상기 수신 코드열은 상기 수신측이 상기 난수의 비트열 각각에 대응하여 제 1 값(+) 또는 제 2 값(x)을 임의로 생성한 코드열일 수 있으며, 상기 제 1 부분은, 상기 송신측이 임의로 생성한 송신 코드열과 상기 수신 코드열 중 코드 값이 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 부분일 수 있다.Meanwhile, the received code string may be a code string in which the receiving side randomly generates a first value (+) or a second value (x) corresponding to each bit string of the random number, and the first part is the transmitted code string. It may be a part of the random number and the parity bit corresponding to a part in which a code value of the transmitted code string randomly generated by the side and the received code string coincide.

구체적으로, 상기 제 1 부분은, 상기 송신측이 임의로 생성한 수신 코드열과 상기 수신 코드열 중 상기 난수와 대응하는 상기 패리티 비트의 조합에 대한 코드 값이 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 부분일 수 있다.Specifically, the first part includes the random number and the parity data corresponding to a portion in which code values of combinations of the parity bits corresponding to the random number are identical among the received code sequence and the received code sequence arbitrarily generated by the transmitter. It can be part of a bit.

한편, 상기 패리티 비트의 오류를 확인하는 것은, 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분 내의 패리티 비트 중 대응하는 난수의 비트열로부터 상기 소정 기준에 따라 생성되는 값과 다른 값을 가지는 패리티 비트를 확인하는 것을 포함할 수 있다.Meanwhile, checking the error of the parity bit checks a parity bit having a value different from a value generated according to the predetermined criterion from a bit string of the random number and the corresponding random number among the parity bits in the first part of the parity bits. may include doing

상기 소정 기준은 상기 난수 2비트 단위로 배타적 논리합에 대응하는 비트로서 상기 패리티 비트를 생성하도록 규정될 수 있다.The predetermined criterion may be defined to generate the parity bit as a bit corresponding to the exclusive OR in units of 2 bits of the random number.

또한, 상기 수신측은 상기 송신측과, 상기 난수와 상기 패리티 비트의 상기 제 1 부분을 제외한 제 3 부분을 이용하여 통신을 수행하는 것을 추가적으로 포함할 수 있다.In addition, the receiving side may further include performing communication with the transmitting side using a third part other than the first part of the random number and the parity bit.

한편, 본 발명의 또 다른 일 측면에서는, 양자 암호화 통신을 위한 수신측 장치에 있어서, 송신측으로부터 전송된 난수와 패리티 비트를 임의로 생성된 수신코드열을 이용하여 수신하도록 구성되는 송수신기; 상기 수신코드열 중 상기 송신측이 전송에 사용한 전송코드열과 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분을 이용하여 오류 여부를 확인하도록 구성되는 프로세서를 포함하되, 상기 오류 여부를 확인하는 것은, 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분에서 패리티 비트의 오류를 확인하고; 상기 제 1 부분 중 패리티 비트의 오류가 없는 제 2 부분에 대해 오류 여부를 추가로 확인하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 양자 암호화 통신 장치를 제안한다.On the other hand, in another aspect of the present invention, in a receiving device for quantum cryptographic communication, a transceiver configured to receive a random number and a parity bit transmitted from a transmitting side using a randomly generated received code sequence; A processor configured to check whether there is an error using the random number corresponding to a portion of the received code sequence that matches the transmission code sequence used by the transmitting side for transmission and a first part of the parity bit, Checking is to check an error of a parity bit in the first part of the random number and the parity bit; We propose a quantum encryption communication device, characterized in that it further includes checking whether or not there is an error in the second part having no parity bit error among the first part.

또한, 상기 제 2 부분에 대해 오류 여부를 추가로 확인하기 위해 상기 프로세서는 상기 송신측으로부터 상기 제 2 부분에 대한 상기 난수 정보를 획득할 수 있다.In addition, in order to further check whether or not there is an error in the second part, the processor may obtain the random number information about the second part from the sender.

한편, 상기 양자 암호화 통신은 QKD (Quantum Key Distribution) 방식을 이용한 양자 암호화 통신일 수 있으며, 상기 수신측 장치는 하드웨어 구성으로서 상기 수신측 장치의 호스트 노드에 장착될 수 있다.Meanwhile, the quantum cryptographic communication may be a quantum cryptographic communication using a Quantum Key Distribution (QKD) method, and the receiving device may be installed in a host node of the receiving device as a hardware configuration.

상기 송수신기는 상기 송신측과 QKD 지원을 위한 광 통신을 지원하는 경로로 연결될 수 있다.The transceiver may be connected to the transmitter through a path supporting optical communication for supporting QKD.

한편, 상기 수신 코드열은 상기 프로세서가 상기 난수의 비트열 각각에 대응하여 제 1 값(+) 또는 제 2 값(x)을 임의로 생성한 코드열일 수 있으며, 상기 제 1 부분은, 상기 송신측이 임의로 생성한 송신 코드열과 상기 수신 코드열 중 코드 값이 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 부분일 수 있다.Meanwhile, the received code string may be a code string in which the processor randomly generates a first value (+) or a second value (x) corresponding to each bit string of the random number, and the first part is It may be a part of the random number and the parity bit corresponding to a part in which code values of the randomly generated transmission code sequence and the reception code sequence match.

더 구체적으로, 상기 제 1 부분은, 상기 송신측이 임의로 생성한 수신 코드열과 상기 수신 코드열 중 상기 난수와 대응하는 상기 패리티 비트의 조합에 대한 코드 값이 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 부분일 수 있다.More specifically, the first part may include the random number corresponding to a part in which the code value for the combination of the parity bits corresponding to the random number among the received code sequence randomly generated by the transmitter and the received code sequence coincides with the random number and the received code sequence. It may be part of a parity bit.

한편, 상기 프로세서는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분 내의 패리티 비트 중 대응하는 난수의 비트열로부터 상기 소정 기준에 따라 생성되는 값과 다른 값을 가지는 패리티 비트를 확인함으로써 상기 패리티 비트의 오류를 확인하도록 구성될 수 있다.Meanwhile, the processor detects an error of the parity bits by checking a parity bit having a value different from a value generated according to the predetermined criterion from a bit string of the random number and the corresponding random number among the parity bits in the first part of the parity bits. It can be configured to check.

또한, 상기 소정 기준은 상기 난수 2비트 단위로 배타적 논리합에 대응하는 비트로서 상기 패리티 비트를 생성하도록 규정될 수 있다.In addition, the predetermined criterion may be defined to generate the parity bit as a bit corresponding to the exclusive OR in units of 2 bits of the random number.

또한, 상기 프로세서는 상기 송수신기를 통해 상기 송신측과, 상기 난수와 상기 패리티 비트의 상기 제 1 부분을 제외한 제 3 부분을 이용하여 통신을 수행하도록 제어할 수 있다.In addition, the processor may control the transceiver to perform communication with the transmission side using a third part of the random number and the parity bit other than the first part.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, QKD 등의 양자 암호화 방식에서 중간자의 공격률이 일정 비율(예를 들어, 25%) 이하이더라도 생성된 난수에 추가로 패리티 정보를 이용하여 중간자 검출 확률을 높여 안정성을 증가시킬 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, even if the attack rate of the man-in-the-middle is less than a certain rate (eg, 25%) in a quantum encryption scheme such as QKD, the probability of detecting a man-in-the-middle is obtained by using parity information in addition to the generated random number. can increase stability.

또한, QKD 방식에서 에러 검출 방식을 상술한 바와 같이 패리티 정보를 추가함에 따라 구체적으로 어떻게 수행할 것인지를 명확히 하여, 효율적으로 양자 암호화 통신을 수행할 수 있다.In addition, as the parity information is added to the error detection method in the QKD method as described above, it is possible to efficiently perform quantum encryption communication by clarifying how to perform it in detail.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 QKD 방식 양자 암호화 키 분배 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 QKD 프로토콜의 BB84 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 안정성을 증가시키기 위한 패리티 정보 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신측과 수신측의 동작 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 패리티를 추가적으로 활용하는 경우의 증가된 안정성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 송신측과 수신측의 장치 구성을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a diagram for explaining the configuration of a QKD quantum encryption key distribution system according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are diagrams for explaining the BB84 scheme of the QKD protocol according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining the concept of parity information for increasing stability according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining an operation method of a transmitting side and a receiving side according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are diagrams for explaining increased stability when parity is additionally utilized according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram for explaining device configurations of a transmitting side and a receiving side according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 QKD 방식 양자 암호화 키 분배 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining the configuration of a QKD quantum encryption key distribution system according to an embodiment of the present invention.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 QKD 방식의 양자 암호화 키 분배 시스템(10)은 발신 노드(11), 수신 노드(12) 및 양자 경로(13)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 발신 노드(11)와 상기 수신 노드(12)는 상기 양자 경로(13)를 통해 광신호를 주고 받으면서 양자 암호키를 생성하고 공유하게 된다.As can be seen in Figure 1, the quantum encryption key distribution system 10 of the QKD method according to an embodiment of the present invention is composed of a source node 11, a receiving node 12 and a quantum path 13 The originating node 11 and the receiving node 12 generate and share a quantum encryption key while exchanging optical signals through the quantum path 13.

이때, 상기 발신 노드(11) 및 상기 수신 노드(12)는 서버이거나, 상기 서버와 연결되는 클라이언트나 단말 장치일 수 있으며, 또는 게이트웨이, 라우터 등의 통신용 장비이거나 나아가 이동성을 가지는 휴대형 장치일 수도 있으며, 이외에도 양자 암호키를 생성하고 공유하여 통신을 수행할 수 있는 다양한 장치들을 사용하여 구성될 수도 있다.At this time, the originating node 11 and the receiving node 12 may be servers, clients or terminal devices connected to the server, or communication devices such as gateways and routers, or portable devices having mobility. In addition to , it may be configured using various devices capable of generating and sharing quantum cryptographic keys to perform communication.

또한, 상기 양자 경로(13)는 상기 발신 노드(11)와 상기 수신 노드(12) 간에 구비되어 광신호를 전달하게 된다. 상기 양자 경로(13)는 광섬유(optical fiber)를 이용하여 구성될 수 있겠으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 이외에도 광신호를 전달할 수 있는 매체라면 상기 QKD 지원 양자 경로(13)를 구성하는데 사용될 수 있다.In addition, the quantum path 13 is provided between the originating node 11 and the receiving node 12 to transmit an optical signal. The quantum path 13 may be configured using an optical fiber, but the present invention is not necessarily limited thereto. can be used

이에 따라, 상기 발신 노드(11)와 상기 수신 노드(12)는 BB84 프로토콜 등 다양한 프로토콜을 사용하여 상기 광신호의 위상, 편광 등을 이용해 양자 암호키를 생성하는데 필요한 정보를 교환하고 양자 암호키를 생성하여 공유하게 되며, 공격자(14)의 양자 암호키 탈취 및 해킹 시도를 효과적으로 방지할 수 있게 된다. Accordingly, the originating node 11 and the receiving node 12 exchange information necessary for generating a quantum cryptographic key using the phase, polarization, etc. of the optical signal using various protocols such as the BB84 protocol, and obtain a quantum cryptographic key It is created and shared, and it is possible to effectively prevent the attacker 14 from stealing the quantum cryptographic key and attempting hacking.

나아가, 양자 암호 통신 시스템에서는 상기 양자 암호키 분배 시스템(10)에서 생성된 양자 암호키를 사용하여 암호화 및 복호화를 수행하여 통신을 수행함으로써 통신 시스템의 보안성을 강화할 수 있게 된다.Furthermore, in the quantum cryptographic communication system, communication is performed by performing encryption and decryption using the quantum cryptographic key generated in the quantum cryptographic key distribution system 10, thereby enhancing the security of the communication system.

다만, 상술한 바와 같이 QKD 방식을 사용하는 경우, 에러가 25% 이상 존재할 경우에 중간자를 검출할 수 있는 한계를 가지며, 이하에서는 이러한 한계가 발생하는 이유와 이를 해결하기 위해 패리티 정보를 활용하는 방법에 대해 설명한다.However, in the case of using the QKD method as described above, there is a limit to detecting a man in the middle when an error of 25% or more exists. Hereinafter, the reason why such a limit occurs and how to use parity information to solve it explain about

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 QKD 프로토콜의 BB84 방식을 설명하기 위한 도면이다.2 and 3 are diagrams for explaining the BB84 scheme of the QKD protocol according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 2에 도시된 바와 같이 송신자(11; Alice)는, 난수열(1, 0의 열: 송신 데이터)을 발생시키고, 또한 송신 코드(+: 수평 수직 방향으로 편광된 광을 식별 가능한 측정기에 대응, ×: 경사 방향으로 편광된 광을 식별 가능한 측정기에 대응)를 랜덤으로 결정할 수 있다. 이러한 난수열과 송신 코드의 조합으로, 송신하는 광의 편광 방향이 자동적으로 정해진다. 여기서는, 0과 +의 조합으로 수평 방향으로 편광된 광을, 1과 +의 조합으로 수직 방향으로 편광된 광을, 0과 ×의 조합으로 45°방향으로 편광된 광을, 1과 ×의 조합으로 135° 방향으로 편광된 광을, 양자 통신로에 각각 송신한다.First, as shown in FIG. 2, the sender 11 (Alice) generates a random number sequence (a column of 1, 0: transmission data), and also transmits a code (+: a measuring device capable of identifying light polarized in the horizontal and vertical directions). Corresponding to , ×: Corresponding to a measuring device capable of identifying light polarized in an oblique direction) can be randomly determined. The combination of the random number sequence and the transmission code automatically determines the polarization direction of the transmitted light. Here, the combination of 0 and + produces light polarized in the horizontal direction, the combination of 1 and + produces light polarized in the vertical direction, the combination of 0 and × produces light polarized in the 45° direction, and the combination of 1 and × The light polarized in the direction of 135° is transmitted to the quantum communication path, respectively.

다음에, 수신자(12; Bob)는, 수신 코드(+: 수평 수직 방향으로 편광된 광을 식별 가능한 측정기, ×: 경사 방향으로 편광된 광을 식별가능한 측정기)를 무작위로 결정하고, 양자 채널 상의 광을 측정함으로써 수신 데이터(초기 키: Raw Key)를 얻는다. 여기서는, 송신자와 수신자가 각각 송신코드와 수신코드를 임의로 결정했기 때문에 1/2의 확률로 송신 코드와 수신 코드가 일치할 수도 있고 불일치할 수도 있다. 일치한 경우에는, 수신자는 송신자가 생성한 난수열과 동일한 비트를 수신 데이터로 얻게 된다. 예를 들어, 수평 방향으로 편광된 광과 수신 코드 +의 조합으로 0을, 수직 방향으로 편광된 광과 수신 코드 +의 조합으로 1을, 45° 방향으로 편광된 광과 수신 코드 ×의 조합으로 0을, 135° 방향으로 편광된 광과 수신 코드 ×의 조합으로 1을 각각 얻는다. 그렇지만, 불일치한 경우에는 양자 역학적 특성에 의해 송신자가 생성한 난수열과 수신자가 측정한 수신 데이터 사이에는 아무런 관련성이 없게 된다.Next, the receiver 12 (Bob) randomly determines a reception code (+: a measurer capable of identifying light polarized in the horizontal and vertical directions, X: a measurer capable of identifying light polarized in an oblique direction), and By measuring light, received data (raw key) is obtained. Here, since the sender and the receiver each arbitrarily determine the transmit code and the receive code, the transmit code and the receive code may coincide or may not match with a probability of 1/2. If they match, the receiver gets the same bits as the random number sequence generated by the sender as received data. For example, the combination of light polarized in the horizontal direction and the reception code + gives 0, the combination of light polarized in the vertical direction and the reception code + gives 1, and the combination of light polarized in the 45° direction and the reception code × gives 0 and 1 are obtained by combining the light polarized in the 135° direction and the receiving code X, respectively. However, in the case of inconsistency, there is no relationship between the random number sequence generated by the sender and the received data measured by the receiver due to quantum mechanical properties.

다음에, 송신자와 수신자는 송신 코드와 수신 코드의 일치 여부를 확인하기 위해 상대방에게 코드 정보를 전송/공유하고, 일치하는 부분에 대한 난수열 또는 수신 데이터만을 남긴다.Next, the sender and the receiver transmit/share code information to the other party to check whether the transmitted code and the received code match, and leave only the random number sequence or received data for the matched part.

도 2의 예에서는 설명의 복잡도를 줄이기 위해 상술한 바와 같이 코드가 일치하는 부분(++xxxx++x+xx)만을 도시한 것을 가정한다.In the example of FIG. 2 , it is assumed that only the part (++xxxx++xx) where the code matches is shown as described above in order to reduce the complexity of description.

다음에, 송수신자(11, 12)는 남겨진 난수열과 수신 데이터에 대해 임의로 정한 일정 부분(예: 절반)을 공개하여 오류 정도 (Quantum Bit Error Rate; 이하 'QBER'이라고 약칭함)를 확인함으로써 공격자(14; Eve)의 도청 여부를 확인한다. 예를 들어, 도 2 및 도 3의 예에서는 남겨진 비트열 12비트 중 하단부 6비트를 공개하여 오류 여부를 확인하는 예를 도시하고 있다.Next, the sender/receiver 11, 12 discloses a randomly determined predetermined portion (eg, half) of the remaining random number sequence and received data to check the degree of error (Quantum Bit Error Rate; hereinafter abbreviated as 'QBER'), thereby attacking the attacker. Check whether (14; Eve) is eavesdropping. For example, in the examples of FIGS. 2 and 3, the lower 6 bits of the 12 bits of the remaining bit string are disclosed to determine whether or not there is an error.

송수신 시스템 및 통신 채널상에 오류가 없다면, 남겨진 난수열과 수신 데이터는 완벽하게 일치하겠지만, 일반적으로는 송수신 시스템 및 채널의 불완전성으로 인해 3~7% 정도의 QBER이 발생한다. 그렇지만 중간자(14; Eve)의 도청 공격이 전체 비트열에 대해 수행되면, 양자 역학적 원리에 의해 QBER이 25% 이상으로 발생하며, 이를 통해 중간자(14)의 존재를 검출할 수 있다. If there is no error in the transmission/reception system and communication channel, the remaining random number sequence and the received data will be perfectly matched, but in general, a QBER of 3 to 7% occurs due to the imperfection of the transmission/reception system and channel. However, if the eavesdropping attack of the man in the middle 14 (Eve) is performed on the entire bit string, a QBER of 25% or more occurs due to quantum mechanical principles, and through this, the existence of the man in the middle 14 can be detected.

다만, 중간자(14)가 의도적으로 전체 비트 열에 대해 도청 공격을 하지 않고, 공격률을 낮추는 경우, 중간자(14)의 존재를 알 수 없는 문제가 발생할 수 있다.However, when the man-in-the-middle 14 intentionally does not carry out an eavesdropping attack on the entire bit stream and lowers the attack rate, a problem in which the existence of the man-in-the-middle 14 is unknown may occur.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 안정성을 증가시키기 위한 패리티 정보 개념을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining the concept of parity information for increasing stability according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이 송신자 (A)는 신호 전송 시, 기존의 0과 1번째의 값만 전송하는 것이 아니라, 0과 1번째 값에 기반한 패리티 비트(P)도 BB84 프로토콜을 통해 전송하는 것을 제안한다. 도 4의 첫번째 행은 생성된 난수의 0/1번째 비트값과 이에 기반한 패리티 비트(P) 값의 인덱스를 표기하고 있으며, 두번째 행은 송신자(A)에 의해 전송되는 값(난수)을 도시하고 있다. As shown in FIG. 4, the sender (A) proposes to transmit the parity bit (P) based on the 0 and 1 values through the BB84 protocol as well as the existing 0 and 1 values when transmitting the signal. do. The first row of FIG. 4 indicates the 0/1st bit value of the generated random number and the index of the parity bit (P) value based on it, and the second row shows the value (random number) transmitted by the sender (A). there is.

도 4의 예에서 패리티 비트는 0/1번째 비트 값의 배타합 연상값에 대응하는 것을 예로서 도시하고 있다. 즉, 0/1번째 값이 서로 다른 경우 대응하는 패리티 비트는 1로, 0/1번째 값이 서로 값은 경우 대응하는 패리티 비트는 0으로 설정하는 예를 도시하고 있다.In the example of FIG. 4 , the parity bit corresponds to the 0/1st bit value's multiplication value as an example. That is, when the 0/1th values are different from each other, the corresponding parity bit is set to 1, and when the 0/1th values are different from each other, the corresponding parity bit is set to 0.

도 2 및 3과 관련하여 상술한 바와 같이 송신자(A)는 임의로 결정된 송신 코드열(+++xxx+xx++++x+xxx)을 이용하여 생성된 난수와 패리티의 조합을 전송하며, 수신자(B) 역시 임의로 결정된 수신 코드열(++xxxxxx++x+x+++xx)를 이용하여 난수와 패리티의 조합을 수신할 수 있다. 임의로 생성된 수신 코드열을 이용하기 때문에 관측기저(즉, 코드)가 같을 확률은 각 비트에서 1/2로 볼 수 있다.As described above with reference to FIGS. 2 and 3, the sender A transmits a combination of a random number and parity generated using a randomly determined transmission code string (+++xxx+xx++++x+xxx), The receiver B may also receive a combination of random numbers and parity using a randomly determined reception code string (++xxxxxx++x+x++xx). Since a randomly generated received code sequence is used, the probability that the observation basis (i.e., code) is the same can be seen as 1/2 for each bit.

본 발명의 일 실시예에서는 0/1번째 비트 값에 대응하는 송수신 코드값이 일치할뿐만 아니라 패리티 비트까지 송수신코드가 일치하는 부분에 대해서만 오류 확인 절차를 수행하는 것을 제안한다. 예를 들어, 도 4에서 첫번째 0/1비트에 대응하는 송수신 코드는 일치하여 수신된 난수 값이 전송된 난수 값과 일치하지만 패리티 비트 전송에 사용된 송수신 코드가 일치하지 않기 때문에, 이 0/1번째 비트 및 패리티 비트 조합은 오류 확인에 이용되지 않는다. 반면, 도면부호 410으로 표기된 0/1번째 비트와 패리티 비트의 조합은 이들에 대응하는 송수신 코드가 모두 일치하기 때문에 이러한 조합을 통해 오류 여부를 확인하며, 중간자가 없다면 송신 값과 수신 값이 일치할 것이다.In an embodiment of the present invention, it is proposed to perform an error checking procedure only for a portion where transmission/reception code values corresponding to 0/1th bit values match and transmission/reception codes match up to parity bits. For example, in FIG. 4, the transmission/reception codes corresponding to the first 0/1 bit match and the received random number value matches the transmitted random number value, but the transmission/reception code used for parity bit transmission does not match, so this 0/1 The combination of the th bit and the parity bit is not used for error checking. On the other hand, the combination of the 0/1th bit and the parity bit indicated by reference numeral 410 matches all of the transmission and reception codes corresponding to them, so errors are checked through this combination. will be.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신측과 수신측의 동작 방식을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining an operation method of a transmitting side and a receiving side according to an embodiment of the present invention.

도 5에 예시되는 방식은 BB84 방식에 도 4와 관련하여 상술한 패리티 추가 이용 개념을 도입한 것이나, 본 발명은 BB84 방식뿐만 아니라 다른 QKD 방식에도 도 4와 관련하여 상술한 패리티 추가 개념을 도입하여 적용될 수 있다.The method illustrated in FIG. 5 introduces the parity addition concept described above with respect to FIG. 4 to the BB84 method, but the present invention introduces the parity addition concept described above with respect to FIG. 4 to other QKD methods as well as the BB84 method. can be applied

먼저, 단계 S510에서 송신측(Alice)는 임의의 난수를 생성할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 송신측은 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이 2 비트별로 1 비트의 패리티를 생성할 수 있다. 다만, 몇 비트마다 패리티를 생성할 지는 변경 가능하며, 도 4의 예는 이해의 편의를 위한 예일 뿐이다.First, in step S510, the transmitting side (Alice) may generate a random number. Also, the transmitting side according to an embodiment of the present invention may generate 1-bit parity for every 2 bits as described above with reference to FIG. 4 . However, it is possible to change how many bits to generate parity, and the example of FIG. 4 is only an example for convenience of understanding.

단계 S530에서 송신측(Alice)는 편광을 통해 수신측(Bob)에게 난수와 패리티를 전송할 수 있다. 예를 들어, 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이 전송되는 신호는 난수-난수-패리티-난수-난수-패리티-…와 같은 형식을 가질 수 있다.In step S530, the transmitting side (Alice) may transmit a random number and parity to the receiving side (Bob) through polarization. For example, the signal transmitted as described above with reference to FIG. 4 is random number-random number-parity-random number-random number-parity-... can have the same format as

단계 S540에서 송신측(Alice)과 수신측(Bob) 사이의 Sifting 과정에서 2개의 비트와 1개의 패리티 값 중 송수신측의 기저가 같은 경우(즉, 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이 0/1번째 비트 및 패리티 비트 조합의 송수신 코드가 일치하는 경우)만 선택하여 오류율 확인에 사용할 수 있다.In step S540, in the sifting process between the transmitting side (Alice) and the receiving side (Bob), when the bases of the transmitting and receiving side are the same among the two bits and the parity value of one (ie, 0/1 as described above with reference to FIG. 4) When the transmit/receive codes of the combination of the th bit and the parity bit match), only the error rate can be selected and used for checking the error rate.

이에 따라, 단계 S550에서 송신측과 수신측은 BB84 알고리즘에 따라, 패리티 비트 중 일부를 무작위로 선택한 다음, 그 위치와 값을 교환할 수 있으며, 이에 기반하여 1차적 도청여부 파악을 위해 패리티 비트의 오류율을 확인할 수 있다(S560). 즉, 단계 S550에서 선택된 부분 중 패리티 부분만을 이용한 오류 확인을 먼저 수행하며, 이러한 방식에 대해서는 이하에서 더 상세히 설명한다.Accordingly, in step S550, the transmitting side and the receiving side may randomly select some of the parity bits according to the BB84 algorithm and then exchange their positions and values. Based on this, the error rate of the parity bits is It can be checked (S560). That is, error checking using only the parity part among the parts selected in step S550 is performed first, and this method will be described in detail below.

단계 S570에서 수신측은 추가적으로 도청여부 파악을 위해 난수 비트와 패리티 비트의 오류율을 비교할 수 있다. 이러한 오류율 확인은 2차적으로 도청 여부를 파악하는 것으로 볼 수 있다.In step S570, the receiving side may additionally compare error rates of random number bits and parity bits in order to determine whether eavesdropping or not. This error rate check can be seen as secondarily determining whether or not wiretapping has occurred.

상술한 바와 같은 과정을 거쳐 오류 여부를 확인한 후, 중간자가 존재하지 않는다고 판단하는 경우, 상술한 오류 확인에 사용되지 않고 남은 부분을 활용하여 송신측과 수신측은 통신을 수행할 수 있다(S580). After checking whether or not there is an error through the above process, if it is determined that there is no intermediary, the transmitting side and the receiving side can perform communication using the remaining part not used for the above-described error checking (S580).

도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 패리티를 추가적으로 활용하는 경우의 증가된 안정성을 설명하기 위한 도면이다.6 and 7 are diagrams for explaining increased stability when parity is additionally utilized according to an embodiment of the present invention.

도 6의 도시 사항은 도 4와 유사하게 송신측(A)이 생성된 난수의 0/1번째 비트에 기반하여 패리티(P)를 생성하고, 이를 임의의 송신 코드를 활용하여 전송하는 예를 도시하고 있다. 다만, 도 4와 달리 중간자(E: Eve)가 존재하여 임의의 에러가 발생하며, 본 실시예에 따른 검출 확률이 증가하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.6 shows an example in which the transmitting side A generates parity P based on the 0/1 th bit of the generated random number and transmits it using an arbitrary transmission code, similarly to FIG. 4 . are doing However, unlike FIG. 4, it is a diagram for explaining the concept that a random error occurs due to the presence of a man in the middle (E: Eve), and the detection probability increases according to the present embodiment.

도 6은 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이 송신측(A)과 수신측(B)의 0/1번째 비트 및 패리티 조합에 대응하는 송수신 코드가 일치하는 부분만 취합한 경우를 도시하고 있다. 이러한 경우에도 만약 중간자(E)가 존재할 경우 도시된 바와 같이 에러가 나타날 수 있다.FIG. 6 shows a case in which only the parts where transmission/reception codes corresponding to the 0/1 th bit and parity combination of the transmission side (A) and the reception side (B) match are collected as described above with respect to FIG. 4 . Even in this case, if the middleman E exists, an error may appear as shown.

도 5의 단계 S560과 관련하여 상술한 바와 같이 실제 0, 1번째 데이터를 송신측(A)과 수신측(B)이 비교하는 것이 아닌 패리티 비교 만으로도 에러가 존재하는 것을 알아낼 수 있다. (도 6의 610 부분)As described above in relation to step S560 of FIG. 5 , it is possible to find out that an error exists only through parity comparison rather than actual comparison between the transmission side A and the reception side B of the 0th and 1st data. (Part 610 in Fig. 6)

예를 들어, 도면부호 610으로 표기된 정보 중 첫번째 조합에서 0/1비트에 대응하는 값으로서 관측된 값은 1, 1 이지만, 패리티도 1로 관측되어 중간자(E)가 존재하는 것을 알 수 있다. 도면부호 610으로 표기된 정부 중 두번째 조합 역시 0/1비트에 대응하는 값에서 관측되는 값이 0, 1이지만, 패리티가 0으로 관측되어 중간자(E)가 존재하는 것을 알 수 있다.For example, in the first combination of information denoted by reference numeral 610, the values corresponding to the 0/1 bits are 1 and 1, but the parity is also observed as 1, indicating the presence of a middleman (E). The second combination of the positives and negatives denoted by reference numeral 610 also has observed values of 0 and 1 in values corresponding to the 0/1 bit, but the parity is observed as 0, indicating the existence of a middleman (E).

이후 도 5의 단계 S570과 관련하여 상술한 바와 같이 0/1번째 비트 및 패리티 비트를 활용하여 2차적으로 오류 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어 도 6에서 도면부호 620으로 표시된 부분에서 송신된 0/1비트의 값은 1, 1 이지만, 관측된 값은 0, 0이지 때문에 추가적으로 오류 여부를 확인할 수 있다.Subsequently, as described above in relation to step S570 of FIG. 5 , it is possible to secondarily check whether or not an error exists by utilizing the 0/1 th bit and the parity bit. For example, in the part indicated by reference numeral 620 in FIG. 6, the value of the transmitted 0/1 bit is 1, 1, but the observed value is 0, 0, so an error can be additionally checked.

이러한 방식을 종합할 경우, 본 실시예에 따른다면 종래 QKD 방식에 비해 중간자를 검출할 확률을 증가시킬 수 있다. 구체적으로, 중간자(E)가 패리티 값에서 에러를 가질 확률 (25%) 외에 추가적으로 패리티에서는 에러가 없고, 0, 1둘 중의 하나에서 에러를 가질 확률 (75% * (75%*25% + 25%*75%) = 28.125%)만큼 중간자를 더 잘 검출 할 수 있다.In the case of combining these methods, according to the present embodiment, the probability of detecting a meson can be increased compared to the conventional QKD method. Specifically, in addition to the probability that the middleman (E) has an error in parity value (25%), there is no error in parity additionally, and the probability of having an error in either 0 or 1 (75% * (75% * 25% + 25 %*75%) = 28.125%) to detect the meson better.

도 7에서 패리티는 0으로 보냈으나 패리티를 1로 받는 경우(5~8행)는 기본적으로 중간자(E)의 존재를 알아낼 수 있으나, 기존의 BB84 프로토콜로는 패리티가 0일 때는 중간자의 존재를 알아낼 수 없다. 하지만 추가적으로 0, 1비트도 보냈기 때문에, 이 값과 패리티 값이 다른 경우(2-3행, 도면부호 710) 추가적으로 중간자의 존재를 알아 낼 수 있다. 아울러, 본 실시예에 따른 패리티 검사는 도면부호 720으로 표시된 바와 같이 0, 1 비트 값과 패리티 값이 불일치하는 부분에 있어서도 오류를 검출할 수 있다.In FIG. 7, when parity is sent as 0 but parity is received as 1 (lines 5 to 8), the existence of a man in the middle (E) can be basically found out, but with the existing BB84 protocol, when the parity is 0, the existence of a man in the middle can be found out. can't However, since 0 and 1 bits are additionally sent, when this value and the parity value are different (lines 2-3, reference numeral 710), the presence of an additional intermediate person can be found. In addition, the parity check according to the present embodiment can detect an error even in a part where the 0 and 1 bit values and the parity value do not match, as indicated by reference numeral 720 .

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 송신측과 수신측의 장치 구성을 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining device configurations of a transmitting side and a receiving side according to an embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이 송신측 장치(Alice; 850)는 양자 암호화 통신을 위한 난수를 생성하고, 난수에 소정 기준에 따른 패리티 비트를 생성하도록 구성되는 프로세서(890), 난수와 패리티 비트를 임의로 생성된 송신 코드열을 이용하여 수신측에 전송하도록 구성되는 송수신기(870), 상기 송신 코드열을 저장하는 메모리(880)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 8, a transmitting device (Alice) 850 generates a random number for quantum cryptographic communication, and a processor 890 configured to generate parity bits according to a predetermined standard in the random number, and the random number and the parity bit are randomly selected. It may include a transceiver 870 configured to transmit the generated transmission code sequence to a receiving side using the generated transmission code sequence, and a memory 880 storing the transmission code sequence.

프로세서(890)는 메모리(880)에 저장된 송신 코드열 중 수신측(Bob; 860)의 수신에 사용된 수신 코드열과 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분을 이용하여 오류 여부를 확인하도록 구성될 수 있다. 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분은 수신측(860)의 프로세서(930)가 임의로 생성한 수신 코드열과 상기 송신 코드열 중 코드 값이 일치하는 부분에 대응하는 난수와 패리티 비트의 부분을 의미하며, 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이 난수 비트열뿐만 아니라 이에 대응하는 패리티의 송수신 코드열이 일치하는 부분을 의미한다.The processor 890 uses the first part of the parity bits and the random number corresponding to the portion of the transmitted code sequence stored in the memory 880 that matches the received code sequence used for reception by the receiving side (Bob; 860). It can be configured to check whether The first part of the random number and the parity bit means the part of the random number and the parity bit corresponding to the part where the code value of the received code string randomly generated by the processor 930 of the receiving side 860 and the transmitted code string match. And, as described above with reference to FIG. 4, it means a part where not only the random number bit string but also the transmission/reception code string of parity corresponding thereto coincide.

한편, 상술한 설명에서 오류 여부를 확인하는 것은, 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분에서 패리티 비트의 오류를 1차적으로 확인하는 것을 포함한다. 즉, 도 7의 도면부호 710, 720 부분과 같이 패리티 부분이 대응하는 난수 값과 대비하여 오류를 포함하는지를 확인하는 것을 의미한다.Meanwhile, in the above description, checking whether there is an error includes primarily checking an error in a parity bit in the first part of the random number and the parity bit. That is, as indicated by reference numerals 710 and 720 in FIG. 7 , it means checking whether or not an error is included by comparing the parity part with the corresponding random number value.

한편, 실제 통신은 수신측(860)에서 상기 제 1 부분 중 패리티 비트의 오류가 없는 제 2 부분에 대해 오류 여부를 추가로 확인하는 것을 포함하여 2차적인 오류 확인을 수행한 결과, 오류 수준이 일정 수준 이하인 경우에 수행하며, 통신은 제 1 부분을 제외한 부분을 이용하여 수행될 수 있다.On the other hand, in actual communication, the receiving side 860 performs secondary error checking, including additionally checking whether or not there is an error in the second part having no parity bit error among the first part, and as a result, the error level is It is performed when it is below a certain level, and communication may be performed using a part other than the first part.

도 8에 도시된 바와 같이 양자 암호화 통신은 QKD 방식을 이용한 양자 암호화 통신일 수 있으며, 이에 따라 송신측 장치(850)와 수신측 장치(860)는 하드웨어 구성으로서 송신측 장치의 호스트 노드(830), 수신측 장치의 호스트 노드(840)에 장착되는 것일 수 있다. As shown in FIG. 8 , quantum encryption communication may be quantum encryption communication using a QKD method, and accordingly, the transmitting device 850 and the receiving device 860 are hardware configurations of the host node 830 of the transmitting device. , may be mounted on the host node 840 of the receiving device.

즉, 본 실시예에 따른 QKD 장치(송신측 장치(850), 수신측 장치(860))는 PC와 같은 호스트 기기(830, 840)에 장착되는 하드웨어 구성일 수 있다. 이러한 키분배장치의 송수신기(870, 910)들은 광 케이블 등 양자 채널 역할을 수행하는 경로(P200)를 통해 서로 연결될 수 있으며, 이를 통해 양자 암호화 키를 공유할 수 있다. 이러한 경로 (P200)를 통해 공유되는 암호화 키는 송신측(850)의 프로세서(890)에 의해 임의로 생성되는 제 1 값(+) 또는 제 2 값(x)을 통해 송신되고, 수신측(860)의 프로세서(930)에 의해 임의로 생성한 수신 코드열에 의해 수신될 수 있다.That is, the QKD device (the transmitting device 850 and the receiving device 860) according to the present embodiment may be a hardware configuration mounted on the host devices 830 and 840 such as a PC. Transceivers 870 and 910 of the key distribution device may be connected to each other through a path P200 serving as a quantum channel, such as an optical cable, and through this, quantum encryption keys may be shared. The encryption key shared through this path (P200) is transmitted through a first value (+) or a second value (x) randomly generated by the processor 890 of the transmitting side 850, and the receiving side 860 It can be received by a received code sequence arbitrarily generated by the processor 930 of .

한편, 도 8에 도시된 바와 같이 송신측 장치(850) 및 수신측 장치(860)는 일반 통신 채널로 연결되는 별도의 암호장비(810, 820)에 연결되어 동작할 수도 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 8 , the transmitting device 850 and the receiving device 860 may operate while being connected to separate encryption devices 810 and 820 connected through a general communication channel.

수신측 장치(860) 역시 송수신기(910), 메모리(920) 및 프로세서(930)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이러한 구성을 통해 상술한 방식을 수행할 수 있다.The receiving device 860 may also include a transceiver 910, a memory 920, and a processor 930, and the above-described method may be performed through this configuration.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다.Detailed descriptions of the preferred embodiments of the present invention disclosed as described above are provided to enable those skilled in the art to implement and practice the present invention. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the scope of the present invention. For example, those skilled in the art can use each configuration described in the above-described embodiments in a manner of combining with each other.

따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시예들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 이종 양자 암호화 기반 통신 방법 및 이를 위한 네트워크는 QKD 지원 노드와 QKD 미지원 노드가 혼재된 네트워크에서 보안 성능과 호환성을 높여 다양하게 활용될 수 있다.As described above, the heterogeneous quantum cryptography-based communication method and the network therefor according to the embodiments of the present invention can be used in various ways by increasing security performance and compatibility in a network in which QKD supporting nodes and QKD non-supporting nodes are mixed.

Claims (36)

양자 암호화 통신을 위한 송신측의 방법에 있어서,
상기 양자 암호화 통신을 위한 난수를 생성하고;
상기 난수에 소정 기준에 따른 패리티 비트를 생성하며;
상기 난수와 상기 패리티 비트를 임의로 생성된 송신코드열을 이용하여 수신측에 전송하고;
상기 송신코드열 중 상기 수신측의 수신에 사용된 수신코드열과 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분을 이용하여 오류 여부를 확인하는 것을 포함하되,
상기 오류 여부를 확인하는 것은,
상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분에서 패리티 비트의 오류를 확인하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 양자 암호화 통신 방법.
In the method of the sending side for quantum cryptographic communication,
generate random numbers for the quantum cryptographic communication;
generating parity bits according to a predetermined criterion in the random number;
transmitting the random number and the parity bit to a receiving side using a randomly generated transmission code sequence;
Checking whether or not there is an error using the random number corresponding to a portion of the transmission code sequence that matches the received code sequence used for reception at the receiving side and the first part of the parity bit,
To check whether the above error is,
Characterized in that it comprises checking the error of the parity bit in the first part of the random number and the parity bit, quantum encryption communication method.
제 1 항에 있어서,
상기 오류 여부를 확인하는 것은,
상기 제 1 부분 중 패리티 비트의 오류가 없는 제 2 부분에 대해 상기 수신측이 오류 여부를 추가로 확인하도록 지원하는 것을 더 포함하는, 양자 암호화 통신 방법.
According to claim 1,
To check whether the above error is,
The quantum encryption communication method further comprising supporting the receiving side to additionally check whether or not there is an error with respect to the second part having no parity bit error among the first part.
제 1 항에 있어서,
상기 양자 암호화 통신은 QKD (Quantum Key Distribution) 방식을 이용한 양자 암호화 통신이며,
상기 송신측 및 상기 수신측은 QKD 지원을 위한 하드웨어 구성을 갖춘 노드인, 양자 암호화 통신 방법.
According to claim 1,
The quantum cryptographic communication is quantum cryptographic communication using a Quantum Key Distribution (QKD) method,
The transmitting side and the receiving side are nodes having a hardware configuration for QKD support, quantum encryption communication method.
제 2 항에 있어서,
상기 송신측과 상기 수신측은 QKD 지원을 위한 광 통신을 지원하는 경로로 연결되는, 양자 암호화 통신 방법.
According to claim 2,
The transmitting side and the receiving side are connected by a path supporting optical communication for QKD support, quantum encryption communication method.
제 4 항에 있어서,
상기 송신 코드열은 상기 송신측이 상기 난수의 비트열 각각에 대응하여 제 1 값(+) 또는 제 2 값(x)을 임의로 생성한 코드열이며,
상기 제 1 부분은,
상기 수신측이 임의로 생성한 수신 코드열과 상기 송신 코드열 중 코드 값이 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 부분인, 양자 암호화 통신 방법.
According to claim 4,
The transmission code sequence is a code sequence in which the transmission side randomly generates a first value (+) or a second value (x) corresponding to each bit string of the random number,
The first part,
The part of the random number and the parity bit corresponding to the part in which the code value matches among the received code string and the transmitted code string randomly generated by the receiving side.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 부분은,
상기 수신측이 임의로 생성한 수신 코드열과 상기 송신 코드열 중 상기 난수와 대응하는 상기 패리티 비트의 조합에 대한 코드 값이 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 부분인, 양자 암호화 통신 방법.
According to claim 5,
The first part,
A part of the random number and the parity bit corresponding to a part in which the code value for the combination of the parity bit corresponding to the random number is identical among the received code string and the transmitted code string randomly generated by the receiving side, quantum encryption communication method .
제 1 항에 있어서,
상기 패리티 비트의 오류를 확인하는 것은,
상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분 내의 패리티 비트 중 대응하는 난수의 비트열로부터 상기 소정 기준에 따라 생성되는 값과 다른 값을 가지는 패리티 비트를 확인하는 것을 포함하는, 양자 암호화 통신 방법.
According to claim 1,
Checking the error of the parity bit,
And checking a parity bit having a value different from a value generated according to the predetermined criterion from a bit string of a corresponding random number among parity bits in a first part of the random number and the parity bits.
제 7 항에 있어서,
상기 소정 기준은 상기 난수 2비트 단위로 배타적 논리합에 대응하는 비트로서 상기 패리티 비트를 생성하도록 규정되는, 양자 암호화 통신 방법.
According to claim 7,
The predetermined criterion is defined to generate the parity bit as a bit corresponding to an exclusive OR in units of 2 bits of the random number.
제 1 항에 있어서,
상기 송신측은 상기 수신측과, 상기 난수와 상기 패리티 비트의 상기 제 1 부분을 제외한 제 3 부분을 이용하여 통신을 수행하는 것을 추가적으로 포함하는, 양자 암호화 통신 방법.
According to claim 1,
The transmitting side further comprises performing communication with the receiving side using a third part other than the first part of the random number and the parity bit, the quantum encryption communication method.
양자 암호화 통신을 수행하기 위한 송신측 장치에 있어서,
상기 양자 암호화 통신을 위한 난수를 생성하고, 상기 난수에 소정 기준에 따른 패리티 비트를 생성하도록 구성되는 프로세서;
상기 난수와 상기 패리티 비트를 임의로 생성된 송신코드열을 이용하여 수신측에 전송하도록 구성되는 송수신기; 및
상기 송신코드열을 저장하는 메모리를 포함하며,
상기 프로세서는 상기 메모리에 저장된 상기 송신코드열 중 상기 수신측의 수신에 사용된 수신코드열과 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분을 이용하여 오류 여부를 확인하도록 구성되며,
상기 오류 여부를 확인하는 것은,
상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분에서 패리티 비트의 오류를 확인하는 것을 특징으로 하는, 양자 암호화 통신 장치.
In the transmitting device for performing quantum cryptographic communication,
a processor configured to generate random numbers for the quantum cryptographic communication, and to generate parity bits according to a predetermined standard in the random numbers;
a transceiver configured to transmit the random number and the parity bit to a receiving side using a randomly generated transmission code sequence; and
A memory for storing the transmission code string;
The processor is configured to check whether there is an error using the first part of the parity bit and the random number corresponding to a portion of the transmission code sequence stored in the memory that matches the received code sequence used for reception at the receiving side,
To check whether the above error is,
Characterized in that to check the error of the parity bit in the first part of the random number and the parity bit, quantum encryption communication device.
제 10 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 제 1 부분 중 패리티 비트의 오류가 없는 제 2 부분에 대해 상기 수신측이 오류 여부를 추가로 확인하도록 지원하는, 양자 암호화 통신 장치.
According to claim 10,
The processor supports the receiving side to additionally check whether or not there is an error with respect to the second part having no parity bit error among the first part.
제 10 항에 있어서,
상기 양자 암호화 통신은 QKD (Quantum Key Distribution) 방식을 이용한 양자 암호화 통신이며,
상기 송신측 장치는 하드웨어 구성으로서 상기 송신측 장치의 호스트 노드에 장착되는, 양자 암호화 통신 장치.
According to claim 10,
The quantum cryptographic communication is quantum cryptographic communication using a Quantum Key Distribution (QKD) method,
The transmission-side device is a hardware configuration mounted on a host node of the transmission-side device.
제 12 항에 있어서,
상기 송수신기는 상기 수신측과 QKD 지원을 위한 광 통신을 지원하는 경로로 연결되는, 양자 암호화 통신 장치.
According to claim 12,
The transceiver is connected to the receiving side by a path that supports optical communication for QKD support.
제 13 항에 있어서,
상기 송신 코드열은 상기 프로세서가 상기 난수의 비트열 각각에 대응하여 제 1 값(+) 또는 제 2 값(x)을 임의로 생성한 코드열이며,
상기 제 1 부분은,
상기 수신측이 임의로 생성한 수신 코드열과 상기 송신 코드열 중 코드 값이 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 부분인, 양자 암호화 통신 장치.
According to claim 13,
The transmission code sequence is a code sequence in which the processor randomly generates a first value (+) or a second value (x) corresponding to each bit sequence of the random number,
The first part,
A portion of the random number and the parity bit corresponding to a portion in which a code value matches among the received code sequence and the transmitted code sequence arbitrarily generated by the receiving side.
제 14 항에 있어서,
상기 제 1 부분은,
상기 수신측이 임의로 생성한 수신 코드열과 상기 송신 코드열 중 상기 난수와 대응하는 상기 패리티 비트의 조합에 대한 코드 값이 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 부분인, 양자 암호화 통신 장치.
15. The method of claim 14,
The first part,
A part of the random number and the parity bit corresponding to a part in which the code value for the combination of the parity bit corresponding to the random number is identical among the received code string and the transmitted code string randomly generated by the receiving side, quantum encryption communication device .
제 10 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분 내의 패리티 비트 중 대응하는 난수의 비트열로부터 상기 소정 기준에 따라 생성되는 값과 다른 값을 가지는 패리티 비트를 확인함으로써 상기 패리티 비트의 오류를 확인하도록 구성되는, 양자 암호화 통신 장치.
According to claim 10,
The processor checks a parity bit having a value different from a value generated according to the predetermined criterion from a bit string of a corresponding random number among parity bits in the first part of the random number and the parity bits, thereby checking an error of the parity bit. A quantum cryptographic communication device configured.
제 16 항에 있어서,
상기 소정 기준은 상기 난수 2비트 단위로 배타적 논리합에 대응하는 비트로서 상기 패리티 비트를 생성하도록 규정되는, 양자 암호화 통신 장치.
17. The method of claim 16,
The predetermined criterion is defined to generate the parity bit as a bit corresponding to an exclusive OR in units of 2 bits of the random number.
제 10 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 송수신기를 통해 상기 수신측과, 상기 난수와 상기 패리티 비트의 상기 제 1 부분을 제외한 제 3 부분을 이용하여 통신을 수행하도록 제어하는, 양자 암호화 통신 장치.
According to claim 10,
Wherein the processor controls to perform communication with the receiving side through the transceiver using a third part other than the first part of the random number and the parity bit.
양자 암호화 통신을 위한 수신측의 방법에 있어서,
송신측으로부터 전송된 난수와 패리티 비트를 임의로 생성된 수신코드열을 이용하여 수신하고;
상기 수신코드열 중 상기 송신측이 전송에 사용한 전송코드열과 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분을 이용하여 오류 여부를 확인하는 것을 포함하되,
상기 오류 여부를 확인하는 것은,
상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분에서 패리티 비트의 오류를 확인하고;
상기 제 1 부분 중 패리티 비트의 오류가 없는 제 2 부분에 대해 오류 여부를 추가로 확인하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 양자 암호화 통신 방법.
In the method of the receiving side for quantum cryptographic communication,
Receiving a random number and parity bits transmitted from a transmitting side using a randomly generated received code sequence;
Checking whether or not there is an error using the random number corresponding to a portion of the received code sequence that matches the transmission code sequence used by the transmission side for transmission and the first part of the parity bit,
To check whether the above error is,
check the random number and the first part of the parity bits for errors in parity bits;
Characterized in that, it comprises additionally checking whether or not there is an error in the second part having no parity bit error among the first part.
제 19 항에 있어서,
상기 제 2 부분에 대해 오류 여부를 추가로 확인하기 위해 상기 송신측으로부터 상기 제 2 부분에 대한 상기 난수 정보를 획득하는 것을 추가로 포함하는, 양자 암호화 통신 방법.
According to claim 19,
Further comprising obtaining the random number information for the second part from the transmitting side to further check whether or not there is an error in the second part.
제 19 항에 있어서,
상기 양자 암호화 통신은 QKD (Quantum Key Distribution) 방식을 이용한 양자 암호화 통신이며,
상기 송신측 및 상기 수신측은 QKD 지원을 위한 하드웨어 구성을 갖춘 노드인, 양자 암호화 통신 방법.
According to claim 19,
The quantum cryptographic communication is quantum cryptographic communication using a Quantum Key Distribution (QKD) method,
The transmitting side and the receiving side are nodes having a hardware configuration for QKD support, quantum encryption communication method.
제 21 항에 있어서,
상기 송신측과 상기 수신측은 QKD 지원을 위한 광 통신을 지원하는 경로로 연결되는, 양자 암호화 통신 방법.
According to claim 21,
The transmitting side and the receiving side are connected by a path supporting optical communication for QKD support, quantum encryption communication method.
제 22 항에 있어서,
상기 수신 코드열은 상기 수신측이 상기 난수의 비트열 각각에 대응하여 제 1 값(+) 또는 제 2 값(x)을 임의로 생성한 코드열이며,
상기 제 1 부분은,
상기 송신측이 임의로 생성한 송신 코드열과 상기 수신 코드열 중 코드 값이 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 부분인, 양자 암호화 통신 방법.
23. The method of claim 22,
The received code string is a code string in which the receiving side randomly generates a first value (+) or a second value (x) corresponding to each bit string of the random number,
The first part,
The part of the random number and the parity bit corresponding to the part in which the code value matches among the transmission code sequence and the reception code sequence arbitrarily generated by the transmitting side.
제 23 항에 있어서,
상기 제 1 부분은,
상기 송신측이 임의로 생성한 수신 코드열과 상기 수신 코드열 중 상기 난수와 대응하는 상기 패리티 비트의 조합에 대한 코드 값이 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 부분인, 양자 암호화 통신 방법.
24. The method of claim 23,
The first part,
A part of the random number and the parity bit corresponding to a part in which the code value for the combination of the parity bit corresponding to the random number among the received code string arbitrarily generated by the transmitting side and the received code string coincides, quantum encryption communication method .
제 19 항에 있어서,
상기 패리티 비트의 오류를 확인하는 것은,
상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분 내의 패리티 비트 중 대응하는 난수의 비트열로부터 상기 소정 기준에 따라 생성되는 값과 다른 값을 가지는 패리티 비트를 확인하는 것을 포함하는, 양자 암호화 통신 방법.
According to claim 19,
Checking the error of the parity bit,
And checking a parity bit having a value different from a value generated according to the predetermined criterion from a bit string of a corresponding random number among parity bits in a first part of the random number and the parity bits.
제 25 항에 있어서,
상기 소정 기준은 상기 난수 2비트 단위로 배타적 논리합에 대응하는 비트로서 상기 패리티 비트를 생성하도록 규정되는, 양자 암호화 통신 방법.
26. The method of claim 25,
The predetermined criterion is defined to generate the parity bit as a bit corresponding to an exclusive OR in units of 2 bits of the random number.
제 19 항에 있어서,
상기 수신측은 상기 송신측과, 상기 난수와 상기 패리티 비트의 상기 제 1 부분을 제외한 제 3 부분을 이용하여 통신을 수행하는 것을 추가적으로 포함하는, 양자 암호화 통신 방법.
According to claim 19,
The receiving side further comprises performing communication with the transmitting side using a third part other than the first part of the random number and the parity bit, the quantum encryption communication method.
양자 암호화 통신을 위한 수신측 장치에 있어서,
송신측으로부터 전송된 난수와 패리티 비트를 임의로 생성된 수신코드열을 이용하여 수신하도록 구성되는 송수신기;
상기 수신코드열 중 상기 송신측이 전송에 사용한 전송코드열과 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분을 이용하여 오류 여부를 확인하도록 구성되는 프로세서를 포함하되,
상기 오류 여부를 확인하는 것은,
상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분에서 패리티 비트의 오류를 확인하고;
상기 제 1 부분 중 패리티 비트의 오류가 없는 제 2 부분에 대해 오류 여부를 추가로 확인하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 양자 암호화 통신 장치.
In the receiving device for quantum cryptographic communication,
a transceiver configured to receive a random number and parity bits transmitted from a transmitting side by using a randomly generated received code sequence;
A processor configured to check whether there is an error using the first part of the parity bit and the random number corresponding to a portion of the received code sequence that matches a transmission code sequence used by the transmission side for transmission,
To check whether the above error is,
check the random number and the first part of the parity bits for errors in parity bits;
Characterized in that, it comprises additionally checking whether or not there is an error with respect to the second part having no parity bit error among the first part.
제 28 항에 있어서,
상기 제 2 부분에 대해 오류 여부를 추가로 확인하기 위해 상기 프로세서는 상기 송신측으로부터 상기 제 2 부분에 대한 상기 난수 정보를 획득하는, 양자 암호화 통신 장치.
29. The method of claim 28,
Wherein the processor obtains the random number information for the second part from the transmitter in order to further check whether or not there is an error in the second part.
제 28 항에 있어서,
상기 양자 암호화 통신은 QKD (Quantum Key Distribution) 방식을 이용한 양자 암호화 통신이며,
상기 수신측 장치는 하드웨어 구성으로서 상기 수신측 장치의 호스트 노드에 장착되는, 양자 암호화 통신 장치.
29. The method of claim 28,
The quantum cryptographic communication is quantum cryptographic communication using a Quantum Key Distribution (QKD) method,
The receiving device is a hardware configuration mounted on a host node of the receiving device.
제 30 항에 있어서,
상기 송수신기는 상기 송신측과 QKD 지원을 위한 광 통신을 지원하는 경로로 연결되는, 양자 암호화 통신 장치.
31. The method of claim 30,
The transceiver is connected to the transmitting side by a path that supports optical communication for QKD support.
제 31 항에 있어서,
상기 수신 코드열은 상기 프로세서가 상기 난수의 비트열 각각에 대응하여 제 1 값(+) 또는 제 2 값(x)을 임의로 생성한 코드열이며,
상기 제 1 부분은,
상기 송신측이 임의로 생성한 송신 코드열과 상기 수신 코드열 중 코드 값이 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 부분인, 양자 암호화 통신 장치.
32. The method of claim 31,
The received code sequence is a code sequence in which the processor randomly generates a first value (+) or a second value (x) corresponding to each bit string of the random number,
The first part,
A portion of the random number and the parity bit corresponding to a portion in which a code value matches among the transmission code sequence and the reception code sequence randomly generated by the transmitting side.
제 32 항에 있어서,
상기 제 1 부분은,
상기 송신측이 임의로 생성한 수신 코드열과 상기 수신 코드열 중 상기 난수와 대응하는 상기 패리티 비트의 조합에 대한 코드 값이 일치하는 부분에 대응하는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 부분인, 양자 암호화 통신 장치.
33. The method of claim 32,
The first part,
A part of the random number and the parity bit corresponding to a part in which the code value for the combination of the parity bit corresponding to the random number among the received code string arbitrarily generated by the transmitting side and the received code string coincides, quantum encryption communication device .
제 28 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 난수와 상기 패리티 비트의 제 1 부분 내의 패리티 비트 중 대응하는 난수의 비트열로부터 상기 소정 기준에 따라 생성되는 값과 다른 값을 가지는 패리티 비트를 확인함으로써 상기 패리티 비트의 오류를 확인하도록 구성되는, 양자 암호화 통신 장치.
29. The method of claim 28,
The processor checks a parity bit having a value different from a value generated according to the predetermined criterion from a bit string of a corresponding random number among parity bits in the first part of the random number and the parity bits, thereby checking an error of the parity bit. A quantum cryptographic communication device configured.
제 34 항에 있어서,
상기 소정 기준은 상기 난수 2비트 단위로 배타적 논리합에 대응하는 비트로서 상기 패리티 비트를 생성하도록 규정되는, 양자 암호화 통신 장치.
35. The method of claim 34,
The predetermined criterion is defined to generate the parity bit as a bit corresponding to an exclusive OR in units of 2 bits of the random number.
제 28 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 송수신기를 통해 상기 송신측과, 상기 난수와 상기 패리티 비트의 상기 제 1 부분을 제외한 제 3 부분을 이용하여 통신을 수행하도록 제어하는, 양자 암호화 통신 장치.
29. The method of claim 28,
Wherein the processor controls to perform communication with the transmitting side through the transceiver using a third part other than the first part of the random number and the parity bit.
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