특장점

※ 개요

양자역학 원리를 이용한 비밀키 분배와 10 Gbps 급 L2 링크 암호화

• - 양자암호통신 기술은 통신 채널로 전송되는 데이터의 보안 수준을 혁신적으로 높여줍니다.
• - 암호통신에 필요한 대칭형 난수열 형태인 비밀키는 양자역학 원리를 이용하여 안전하게 분배되며, SK의 양자암호통신 시스템은 장거리에서 고속으로 비밀키를 생성합니다.
• - 또한, Advanced TCA (Telecommunications and Computing Architecture) 규격을 준수하며 높은 신뢰성과 운영 성능을 제공하며, 쉘프를 비롯한 모든 구성 단위는
  carrier-grade로 관리됩니다.

• - 양자역학 원리를 이용하는 암호용 비밀키 생성 기술은 미래의 컴퓨팅 및 통신 환경에서도 위협 받지 않는 절대적인 안전성을 보장합니다.
• - 고속 단일광자 검출, 양자키분배 프로토콜 고속 병렬 신호처리, 고속 양자난수생성 및 소형 광도파로 간섭계 등의 고유 기술들을 개발하여 양자암호키 생성에 적용한
  SK의 양자암호통신 시스템은 50 km 떨어진 거리에서 10 kbps이상의 속도로 암호키를 분배할 수 있습니다.
• - 분배된 키는 최대 80 개의 암호화기에 공급되며, AES(advanced encryption standard) 표준 및 ARIA 기반의 고속 L2 암호화기는 양자암호키를 사용하여
  622 Mbps에서 10 Gbps의 트래픽을 암호화합니다.
• - 암호화 처리 지연 시간은 10마이크로초 이하이며, GCM(Galois Counter Mode)을 이용하여 메시지의 무결성을 보장합니다.

양자암호통신 원리

• - 양자암호통신은 단일광자(single photon)의 양자역학 고유의 특성인 불확정성, 비복제성을 이용하여 암호통신의 핵심인 키 분배를 수행하므로, 송/수신자가 도청 공격자를
  즉각 감지할 수 있고 공격자로부터 절대적으로 안전한 비밀키를 공유하는 기술입니다.

기존 광통신

광통신을 통한 모든 정보는 광분할/증폭과정을 통해 공격자가 읽거나 복제할 수 있음

때문에 별도의 암호 알고리즘과 보안 통신 프로토콜 적용이 필수적임

그렇지만 기존의 암호/보안 통신 기술들은 컴퓨팅 기술 및 attack 기술의 발전에 의해 지속적인 보안 위협을 받고 있음

양자 암호 (키 분배)

1) 정상 통신 (정보 누출 없음)

2) 도청 감지 (수신 정보 없음)

3) 도청 감지 (오류 증폭)

※ 핵심기술

• - Quantum암호통신의 핵심요소기술은 고속/고감도/저잡음 단일광자검출, 양자키분배 프로토콜(QKD) 고속 신호처리, 순수난수생성(TRNG), 고속 암복호화(En-/decryption) 등이 있습니다.

1. 1) 단일광자 검출기술
   단일광자검출은 단일 광자 수순의 미약한 광 신호를 고감도 광학센서를 이용하여 수신하는 기술로서 Quantum암호통신 장비의 동작속도 및 암호키 생성률을
   결정짓는 중요 기술입니다.
2. 2) 신호처리알고리즘
   신호처리 알고리즘은 QKD 신호 제어 및 프로토콜 운영, 주변 장치 및 모듈과의 연동 알고리즘, QKD 후처리(오류수정 및 비밀성 증폭), 송수신부 인증 후처리알고리즘으로
   구성되며 특히, 후처리 및 인증 알고리즘은 다음처럼 QKD 시스템의 안전성을 확보하기 위한 중요 역할을 수행합니다.
3. 3) 저손실 간섭계 안정화
   간섭계 안정화 기술은 전송과정에서 경로차 중첩과 위상변조를 거쳐 수신단에 도달한 단일광자가 정확히 간섭할 수 있도록 외부요인에 의한 위상오차를 제거하는
   기술입니다.
4. 4) True random number 생성
   난수생성기(Random Number Generator, RNG)는 기존 보안/암호 통신뿐만 아니라 Quantum 암호통신의 안전성 확보를 위한 핵심 요소 기술 중의 하나입니다.
5. 5) Encryptor
   Encryptor는 양자암호 키 분배모듈(QKD)에서 전달받은 암호를 이용하여 기존 데이터 전송구간의 데이터 암,복호화를 수행하는 장치로 10Gbps 이상의 고속 데이터 전송과
   낮은 Latency가 필수적이며, <시간> 데이터 수집 및 분석 시간 절약 수집부터 보고까지 End-to-end 제공으로 구축 시간을 절약합니다.

※ 양자암호통신 망 적용

• - Quantum암호통신시스템은 기존 광통신망에서 전송구간에 적용되며 transparency를 보장하며, 양자암호키분배는 해당 구간의 유휴 core (dark fiber)를 이용합니다.

※ 동영상