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보고서 상세정보

무결점 보안을 위한 지상/위성 양자통신 기술 개발
Development of Quantum Communication Technologies for UItimate Security

  • 사업명

    정보통신기술인력양성

  • 과제명

    무결점 보안을 위한 지상/위성 양자통신 기술 개발

  • 주관연구기관

    고려대학교 산학협력단

  • 보고서유형

    연차보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2016-01

  • 과제시작년도

    2015

  • 주관부처

    미래창조과학부
    Ministry of Science, ICT and Future Planning

  • 등록번호

    TRKO201600002759

  • 과제고유번호

    1711026432

  • 키워드

    양자통신.양자암호.양자오류정정부호.양자중계기.양자후처리.quantum communication.quantum cryptography.quantum error correcting code.quanum repeater.quantum post processing.

  • DB 구축일자

    2016-06-04

  • 초록 


    Purpose
    ○ Development of terrestrial/satellite based quantum communication technologies for ultimate security and manpower tra...

    Purpose
    ○ Development of terrestrial/satellite based quantum communication technologies for ultimate security and manpower training
    - Year 1: Development of quantum communication channel modeling and then fundamental technologies
    - Year 2: Development of quantum signal generation and transmission technology
    - Year 3: Development of quantum signal detection and transformation technology
    - Year 4: Enhancement of 'smart' quantum communication technologies and its performance verification


    연구목표
    최종목표: 무결점 보안을 위한 지상/위성 양자통신 기술 개발 및 인력 양성
    1차년도 목표: 양자통신 채널 모델링 및 기반기술 개발
    2차년도 목표: 양자신호 생성 및 전송 기술 개발
    3차년도 목표: 양자...

    연구목표
    최종목표: 무결점 보안을 위한 지상/위성 양자통신 기술 개발 및 인력 양성
    1차년도 목표: 양자통신 채널 모델링 및 기반기술 개발
    2차년도 목표: 양자신호 생성 및 전송 기술 개발
    3차년도 목표: 양자신호 검출 및 변환 기술 개발
    4차년도 목표: 스마트 양자통신기술 고도화 및 성능검증
    연구내용
    ○ 1세부: 지상 양자 통신 기술 개발
    - 지상 양자통신망 기초기술 및 범죄 심리 행동 특성 연구
    - 양자통신시스템 공격모델링/시뮬레이터/해킹방어 기술 개선방안 수립
    - 지상 양자통신 시스템 부채널 보안 기술 개발
    - 포스트 양자암호 안성정 분석 및 보완 기술 개발
    - S/W기반 양자통신시스템호 최적화 및 해킹 취약성 평가 기준 수립
    ○ 2세부: 위성 양자 통신 기술 개발
    - 위성 양자통신을 위한 기초 요구조건 도출 연구
    - 초단펄스 레이저 기반 위성탐지 기술 개발
    - 위성용 양자신호 발생 기술 및 양자 중계기 요소 기술 연구
    - 위성 양자통신 시스템 최적화 기술개발 및 신뢰도 평가
    ○ 3세부: 양자 정보 기술 개발
    - 양자정보처리 원리를 이용한 기계학습 기반 양자 결맞음 제어 기술 연구
    - 양자 얽힘 기반 양자 연산 제어 분석 연구
    - 양자 오류정정부호 기반의 양자비밀분산 기술 연구
    ○ 4세부: 향상된 후처리 알고리즘 개발 및 구현
    - 오류정정 후처리 알고리즘 간 성능 비교
    - 파운틴 부호 및 키 확장 기반의 후처리 알고리즘 개발 및 구현
    - 양자암호 시스템과 연동 시험 및 검증
    ○ 5세부: UX 디자인 기반 개인보안 SW 개발
    - UX 디자인 기반 난수발생기 사용자 리서치 및 사용자경험 분석 및 제품 전략 수립
    - 양자난수발생기 (QRNG)를 활용한 보안 SW 프로토타입 개발
    - 보안 SW 사용성 테스트 및 UX 기반 서비스 디자인 모델 수립
    ○ 6세부: SW 교육과 창업지원
    - 초중등 및 인문학 전공자를 위한 SW 교육 프로그램
    - 창업 지원 프로그램
    기대효과 (응용분야 및 활용범위 포함)
    ○ 연구 성과의 기대
    - 심리학적 분석방법과 지상 양자암호통신 프로토콜을 개발하여 QKD 시스템의 부채널 공격에 대한 안정성을 높임
    - 위성탐지 기술 및 중계기 기술을 개발하여 양자전송거리의 한계점을 극복하고 양자통신망 구축 범위를 확장함
    - 공학과 디자인의 간극을 해소하여 개발시간 및 비용을 단축하고 UX기반의 기술개발 가능함
    ○ 파급효과
    - 지상/위성 양자통신망을 구축하여 해외 의존성이 높은 기술/장비의 국산화 기대 할 수 있음
    - 군통신 및 개인정보 유출에 민감한 금융, 행정 등의 전산망에 양자통신을 이용하여 피해를 차단함
    - 초고속 컴퓨터 및 양자 컴퓨터의 도입과 동시에 문제가 될 수 있는 기존 통신 보안 체계를 대체 가능함
    ○ 개발기술의 활용방안
    - 무결점 양자통신 기술은 보안이 강조되는 국방/금융/행정 등의 전산망에 다양한 어플리케이션으로 활용 가능함
    ○ 산업 경제 발전의 기대효과
    - 양자통신기술관련 국내 산업을 선도하고, 양자관련 소자부품, 암호화 기술 등 원천 기술의 글로벌 시장 선점 효과를 기대함
    ○ 인재양성 기대효과
    - 다양한 인재양성 프로그램을 통하여 센터 소속 학생들의해외 연구소·대학 진출,기업체 고용 연계, 창업을 지원하여 국내 양자통신의 학문적·산업적 선진화를 기대함


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ... 1
    2. 목차 ... 2
    3. 1. 센터개요 ... 5
    4. 2. 총괄실적요약 ... 8
    5. Ⅰ. 계획 대비 달성도 ... 18
    6. 1. 연구개발 목표 및 내용 ... 18
    7. 가. 연구의 필요성 ... 18
    8. 나. 최종목표 ... 21
    9. 다. 세부...
    1. 표지 ... 1
    2. 목차 ... 2
    3. 1. 센터개요 ... 5
    4. 2. 총괄실적요약 ... 8
    5. Ⅰ. 계획 대비 달성도 ... 18
    6. 1. 연구개발 목표 및 내용 ... 18
    7. 가. 연구의 필요성 ... 18
    8. 나. 최종목표 ... 21
    9. 다. 세부과제별 연구내용 ... 21
    10. 2. 연차별 추진계획 및 실적 ... 23
    11. 가. 총괄 추진계획 및 내용 ... 23
    12. 나. 사업수행 산출성과 ... 24
    13. 다. 연도별 세부목표, 달성내용 및 자체평가 ... 42
    14. 3. 연구개발 결과 ... 51
    15. 4. 추진전략 ... 65
    16. 가. 수요자 의견 반영을 위하여 추진한 전략 ... 65
    17. 나. 자체개선 시스템 ... 66
    18. 다. 연구추진 체계 ... 69
    19. Ⅱ. 사업수행 실적 ... 76
    20. 1. 센터에 대한 대학의 행정, 재정, 인프라 지원실적 ... 76
    21. 가. 민간부담금 및 연구 인프라 구축 ... 76
    22. 나. 주관대학의 행정적, 재정적 지원실적 ... 77
    23. 2. 참여기업과의 실질적인 협력환경(인력, 장비, 기술 등) ... 79
    24. 가. 참여기업-대학 공동연구계획 ... 79
    25. 3. 융합 컨소시엄 구성 및 운영실적 ... 81
    26. 가. ICT+행동인지 신경과학의 융합을 통한 고안정성 양자 통신 기술 개발 ... 81
    27. 나. ICT+UX 디자인 융합을 통한 사용자 행동 기반 보안 소프트웨어 UX디자인 ... 82
    28. 4. 무한상상공간 조성 및 운영 실적 ... 83
    29. 가. 무한상상공간 조성 ... 83
    30. 나. 무한상상공간 운영 ... 83
    31. 다. 무한상상공간 운영 실적 ... 83
    32. 5. 초중등 SW 교육 ... 85
    33. Ⅲ. 연구개발 성과 ... 86
    34. 1. 성과총괄 ... 86
    35. 가. 성과목표 달성 추진전략 ... 86
    36. 나. 성과지표 실적(총괄) ... 88
    37. 2. 세부연구실적 ... 88
    38. 가. 기술이전 실적 ... 88
    39. 나. 사업화 실적 ... 90
    40. 다. 특허실적 ... 91
    41. 라. 논문실적 ... 97
    42. 마. 표준화실적 ... 106
    43. 바. 시제품 실적 ... 108
    44. 사. S/W 등록 실적 ... 108
    45. 아. 산학연 협동연구 실적 ... 109
    46. 자. 국제 공동연구 ... 119
    47. 차. 중소(중견)기업-대학 공동연구실적 ... 125
    48. 카. 창의·자율과제 운영실적 ... 125
    49. 타. 산업체 연구비수주 실적 ... 125
    50. 파. 기타 자체지표 실적 ... 126
    51. Ⅳ. 인력양성 성과 ... 127
    52. 1. 인력양성 추진전략 및 방안 ... 127
    53. 가. 우수인재로 육성하기 위한 전주기적 관리시스템 ... 127
    54. 나. 산업체와 프로젝트 참여, 멘토링, 고용연계 전략 ... 132
    55. 2. 인력양성 실적 ... 136
    56. 가. 인력구성 및 현황 ... 136
    57. 나. 참여인력 현황 ... 137
    58. 다. 외국 연구자 유치실적 ... 141
    59. 라. 해외 파견실적 ... 141
    60. 마. 인턴쉽 실적 ... 141
    61. 바. 배출인력 ... 142
    62. 사. 기업가정신교육 도입 및 운영실적 ... 144
    63. 아. 기술창업화 실적 ... 144
    64. 3. 배출인력에 대한 기업체 만족도 ... 144
    65. 가. 기업체 및 학생의 만족도 실적 총괄 ... 144
    66. 나. 기업체 및 학생의 만족도 실적 세부내역 ... 145
    67. Ⅴ. 연구비 사용실적 ... 146
    68. 1. 당해연도 사업비 비목별 총괄 ... 146
    69. 2. 당해연도 사업비 사용실적 (정부출연금 + 민간부담금 현금) ... 147
    70. 3. 연도별 사업비 사용실적 ... 148
    71. 가. 사업비 집행 총괄 ... 148
    72. 나. 정부출연금 집행실적 ... 148
    73. 다. 정부출연금 + 민간부담금 현금 집행실적 ... 149
    74. Ⅵ. 향후 계획(요약) ... 150
    75. 1. 연구계획 ... 150
    76. 가. 연구목표 ... 150
    77. 나. 연구내용 ... 151
    78. 다. 중소 (중견)기업-대학 산학 공동 연구 계획 및 연구전략 ... 152
    79. 라. 연구성과 활용(특허 ․ 기술 사업화, 기술이전 등) 계획 ... 152
    80. 마. 연구성과 제고방안 ... 152
    81. 2. 인력양성계획 ... 153
    82. 가. 전체 인력양성 계획 ... 153
    83. 나. 배출인력의 고용연계 전략 ... 154
    84. 다. 기업가정신교육 도입 및 운영 ... 154
    85. 라. 초중등 SW 교육 지원 계획 ... 155
    86. Ⅶ. 기대효과 ... 156
    87. 1. 연구결과의 산업적/경제적 기여도 ... 156
    88. 가. 경제적, 산업적 기여도 ... 156
    89. 나. 파급효과 ... 156
    90. 다. 인재양성 ... 157
    91. 2. 연구결과의 기술적 기여도 ... 158
    92. 가. 연구 성과의 기대 ... 158
    93. 3. 연구결과의 활용가능성 ... 159
    94. 붙임 : 자율성과 목표대비 실적 ... 160
    95. 끝페이지 ... 160
  • 참고문헌

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