양자 상태 수 변화에 따른 양자 암호키 분배 보안성 분석

Abstract

절대 보안성을 제공하는 양자 키 분배 (quantum key distribution, QKD)는 양자 역학을 이용한 정보통신 응용 중 가장 현실적으로 유망한 분야이다. BB84는 가장 널리 알려진 양자 암호키 분배 프로토콜로써, 4개의 양자 상태를 사용한다. 그 이후, 6개의 양자 상태를 사용하는 six-state 프로토콜이 제안되었으며, 이는 기 제안된 BB84프로토콜 대비 더 높은 보안성을 보이는 것으로 알려져 있다. 또한 QKD의 암호키 전송률 및 보안성 증가를 위해 이중 큐빗 QKD 프로토콜이 제안되었다. 이중 큐빗은 하나의 광자에 편광, 위상, 그리고 주파수 등의 서로 다른 두 개의 변조를 하는 것이다. 이중 큐빗 QKD 프로토콜은 16개의 양자 상태를 사용하며, 심볼 오류율 (Symbol Error Rate, SER)관점에서 앞서 언급한 두 개의 프로토콜 보다 더 높은 보안성을 보장할 수 있다. 본고에서는 앞서 언급한 총 3종류의 QKD 프로토콜의 보안성을 분석하고 비교함으로써 양자 상태 증가에 따른 QKD보안성을 성능을 살펴본다.