양자암호 한번에 이해하기. 야 너두 양자암호 이해할수있어

앨리스(송신자)와 밥(수신자)이 있다고 가정하자.

- 기본원리

1. 어떻게 전기적 정보로 변환하지?

앨리스는 특정 위상의 광자를 일반 전기적 통신처럼 순차적으로 보낸 후 0101 형태로 암호키를 만들어 사용한다.  ex) + 모양은 0, × 모양은 1

2. 측정 방법은?

광자를 측정할때 특정 모양(위상)만을 측정하는 도구를 번갈아 사용한다.( +모양 도구는 + , × 는 ×만 측정가능)

3. 서로 어떤 도구를 쓸지 결정하는 방법은?

앨리스와 밥은 서로 어떤 도구를 사용할지 모르기에 서로 측정한값이 다르다.
따라서 측정 후에 같은 도구를 사용했을 때의 광자만 사용한다.
ex) 1번 ×도구, 2번 +도구, 3번 ×도구 ..  밥은 +++..
2번째 측정 방식이 +로 같으니 2번째 광자를 암호로 쓰자. 나머지는 무효..

서로 도구 순번이 맞는지 확인할때는 기존 암호체계를 활용해서 전달한다.
이렇게 해서 맞는 순번의 광자만 사용해 스트림 암호로 쓴다.

- 도청불가이유

1. 앨리스와 밥은 서로 어떤 도구를 쓸지 모르기에 도청자도 같은 순번에 어떤 도구를 쓸지까지 맞춰야 한다.

2. 빛 입자이기 때문에 매우 빨라, 중간자가 측정 후 재전송하면 원본과 시간오차가 발생한다. 이를 측정해 해당 키는 폐기시킴.

3. 도청자가 밥의 기존 암호체계활용시 키를 활용해 밥인척 위장을 해서 정보를 대신 받는다면?
초기 구성시 서로 싱크만 맞추면 나머지는 양자암호로 키 스트림을 늘려 사용하기 때문에 중간에 끼어드는건 불가하다.

- 궁금점

1. 공중에 양자를 뿌리는 식이면 도청자가 도구 순서를 우연히 밥이랑 똑같이 다 맞췄다고 하면?

-> 와이파이처럼 뿌리는 형태가 아닌, 직선형태로 제한적인 개수만 뿌리기 때문에 불가.( 중간에 끼어들면 오차발생으로 폐기)

2. 자연광을 통한 방해는 어떻게 극복하지?

-> 특정 파장만을 이용하고, 아주 미세하게 짧은 특정 시간에 도착한 광자만을 사용하는 식으로 구현

3. 그럼 광자가 아닌 전기적 신호로 저장된 키를 탈취하면? (종단 키 저장소 탈취)

->otp( one time pad) 형태로 사용한다면, 탈취해도 시간이 지나 무효화 가능

스트림암호의 단점이던 키 전송 방법을 해결한 양자암호는 미래다...

그치만, 극히 제한적인 장소에서 안전하게 키 전송을 한다면 기존 스트림 암호로도 싼 값에 충분히 해소가 가능하지 않을까?