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목요일, 2월 29, 2024

양자시스템과 암호

현대 암호학은 기본적으로 무차별 대입 측면에서 시간이 오래걸린 다는 점과,

계산을 해내는 과정에서 연산이 불가능하다는 점을 기본으로 한다.

하지만, 매우 빠른 양자컴퓨팅이 현실화 됨에 따라 현재 존재하는 모든 암호들이 풀릴 수 있다는 위협이 존재하고, 그에 따른 대책이 필요하다는 점들이 많이 논의되고 있다.

그렇다면 양자란 무엇인가?

입자 vs 파동

입자는 셀 수 있다.

파동은 연속적이고 셀수없으며, 위치를 고정하기 어렵다. 중첩과 간섭이라는 현상이 있고, 매질이 있다.

빛은 입자인가? 파동인가?

  • 뉴턴 : 입자다
  • 19세기 과학자들 : 파동이다
  • 아인슈타인 : 양자다

빛은 측정할 수 없는건가? 자연적인 속성인건가?

리처드파인만 : 양자적인 현상을 이용해 컴퓨터를 만든다면 양자적인 현상을 잘 설명할 수 있을것이다.

양자컴퓨팅은 왜 더 빠른가?

기존은 0 1 비트단위 -> 0과 1이 공존하는 단위

동시에 연산은 가능하지만, 관측 시 하나의 상태로 붕괴..

양자컴퓨팅이 무조건 빠른건 아님. 하지만 RSA, 디피헬만 등 기존 암호학적 문제를 쉽게 풀수 있는 가능성이 있음.

양자컴퓨팅에서 논리게이트(and, or 등)이 더 다양함.

양자 컴퓨터,, 이론적으론 가능한데 구현 가능한가? 양자컴퓨터는 아주 극저온 냉장고를 만들어서 큐비트 칩을 넣고 제어를 통해 결과를 꺼내야 하는데..?

RSA 2048비트를 깨려면,, 2천만 큐빗정도가 필요할것같다고 하는데.. 작년 IBM에서 만든 큐빗이 1000큐빗 정도..

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양자 보안 (Quantum Security)

양자암호

  • 2개의 메시지를 전달 -> 1개의 메시지만 수신함
    • 평균 3/4 정도만 확인가능하고, 나머지는 에러정정코드로 수정

양자 키 분배 (QKD)

중간에 도청을 하게되면, 에러율이 증가함.. -> 에러율로 해커유무 판단

RSA는 안전한가? 암호 알고리즘이 완벽하더라도 구현 및 실행 과정에서 취약점이 존재할 수 있음

양자 암호는 아직은 이론적인 수준…

한계 – DOS공격에 취약할 수도 있음. (중간 개입하는 순간 엄청난 에러율 예상..)

미국 NSA, 영국 정보기관 등에서도 양자 암호를 권고하지 않음.

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