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경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 장치 및 방법(Apparatus and method for path superposition based quantum secure direct communications)

  • 기술번호 : KST2018002819
  • 담당센터 : 광주기술혁신센터
  • 전화번호 : 062-360-4654
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상기 경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 장치는 단광자를 제1양자채널, 제2양자채널 또는 상기 제1 및 제2양자채널의 양자 중첩인 중첩채널 중 어느 한 채널을 통해 송신하는 수신단과, 상기 수신단으로부터 상기 단광자를 수신하여 상기 단광자를 암호화한 다음 상기 수신단으로 송신하는 송신단을 구비하고, 상기 수신단은 상기 송신단으로부터 암호화된 상기 단광자를 수신하여 복호화할 수 있도록 암호복호기를 구비한다.
Int. CL H04L 9/08 (2006.01.01) H04B 10/70 (2013.01.01)
CPC H04L 9/0852(2013.01) H04L 9/0852(2013.01)
출원번호/일자 1020160112521 (2016.09.01)
출원인 광주과학기술원
등록번호/일자 10-1965184-0000 (2019.03.28)
공개번호/일자 10-2018-0025621 (2018.03.09) 문서열기
공고번호/일자 (20190405) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2016.09.01)
심사청구항수 26

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 광주과학기술원 대한민국 광주광역시 북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 함병승 대한민국 광주광역시 북구
2 방정호 대한민국 광주광역시 북구
3 민지홍 대한민국 광주광역시 북구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인지원 대한민국 서울특별시 금천구 가산디지털*로 ***, ***호(가산동, 에이스테크노타워**차)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 광주과학기술원 광주광역시 북구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2016.09.01 수리 (Accepted) 1-1-2016-0853831-43
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2017.08.10 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2017.10.13 수리 (Accepted) 9-1-2017-0034990-49
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2018.04.16 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0258944-74
5 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2018.06.18 수리 (Accepted) 1-1-2018-0592349-16
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2018.06.18 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2018-0592348-71
7 거절결정서
Decision to Refuse a Patent		 2018.10.22 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0718309-69
8 [명세서등 보정]보정서(재심사)
Amendment to Description, etc(Reexamination)		 2018.11.22 보정승인 (Acceptance of amendment) 1-1-2018-1166998-25
9 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2018.11.22 수리 (Accepted) 1-1-2018-1166999-71
10 [출원서 등 보정(보완)]보정서
 2018.11.22 수리 (Accepted) 1-1-2018-1167000-75
11 [공지예외적용 보완 증명서류]서류제출서
 2018.11.22 수리 (Accepted) 1-1-2018-1167001-10
12 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2018.12.17 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0866719-57
13 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2019.02.18 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2019-0170310-06
14 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2019.02.18 수리 (Accepted) 1-1-2019-0170311-41
15 등록결정서
Decision to Grant Registration		 2019.03.25 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2019-0217139-76
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
단광자를 송신하는 것으로서, 상기 단광자의 편광상태 및 위상을 변조하고, 상기 단광자를 위상상태 및 편광상태에 따라 제1양자채널, 제2양자채널 또는 제1 및 제2양자채널의 양자중첩인 중첩채널 중 어느 한 채널로 출력하는 수신단;상기 수신단에서 상기 제1양자채널, 제2양자채널 또는 중첩채널 중 어느 한 채널로 송신된 상기 단광자를 수신하여 상기 단광자를 암호화한 다음 상기 수신단으로 송신하는 송신단;을 구비하고, 상기 수신단은 상기 송신단으로부터 암호화된 상기 단광자를 수신하여 복호화할 수 있도록 암호복호기를 구비하는,경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 장치
2 2
제1항에 있어서, 상기 수신단은상기 단광자를 발생시키는 단광자 발생기;상기 단광자 발생기로부터 발생된 상기 단광자를 상기 제1양자채널, 제2양자채널 또는 중첩채널 중 어느 한 채널을 통해 상기 송신단으로 송신하는 경로선택기;를 포함하는,경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 장치
3 3
제2항에 있어서, 상기 수신단은 상기 단광자 발생기로부터 상기 경로선택기로 출력되는 상기 단광자의 편광상태를 변경하는 편광조절기;를 더 구비하는, 경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 장치
4 4
제3항에 있어서, 상기 편광조절기는 상기 단광자 발생기로부터 입력된 상기 단광자를 광축에 대해 수평편광, 수직편광, 45° 사선편광, 135°사선편광 중 어느 하나의 편광상태로 변경하는,경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 장치
5 5
제3항에 있어서, 상기 경로선택기는 상기 편광조절기로부터 입력된 상기 단광자를 제1 및 제2단위광으로 분할하는 제1빔스프리터;상기 제1 및 제2단위광의 광경로 상에 각각 설치되어 상기 제1 및 제2단위광이 상호 교차하도록 상기 제1 및 제2단위광을 반사시키는 복수의 단위미러;상기 제1 및 제2단위광 중 어느 한 단위광의 광경로 상에 설치되어 상기 단위광의 위상을 변조하는 위상기저;상기 제1 및 제2단위광이 모아져 상기 단광자를 이룰 수 있도록 상기 제1 및 제2단위광이 상호 교차하는 지점에 설치되되, 상기 단광자가 위상 또는 편광에 따라 상기 제1양자채널, 제2양자채널 또는 중첩채널 중 어느 한 채널로 출력되는 제2빔스프리터;를 포함하는, 경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 장치
6 6
제5항에 있어서, 상기 위상기저는 상기 제1 및 제2단위광 중 어느 한 단위광의 위상을 0°, 90°, 180°또는 270°중 어느 한 각도 변환하는,경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 장치
7 7
제6항에 있어서, 상기 제2빔스프리터는 상기 위상기저를 통해 상기 제1 및 제2단위광 중 어느 한 단위광의 위상이 0°또는 180°로 변조될 경우, 상기 단광자가 상기 제1 및 제2양자채널 중 어느 한 채널로 출력되고, 상기 위상기저를 통해 상기 제1 및 제2단위광 중 어느 한 단위광의 위상이 90°또는 270°로 변조될 경우, 상기 중첩채널로 출력되는,경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 장치
8 8
제1항에 있어서, 상기 송신단은 상기 수신단으로부터 상기 단광자를 수신하는 것으로서, 상기 단광자가 상기 제1양자채널을 통해 수신될 경우, 상기 단광자를 제1경로로 출력하고, 상기 단광자가 상기 제2양자채널을 통해 수신될 경우, 상기 단광자를 제2경로로 출력하고, 상기 단광자 상기 중첩채널을 통해 수신될 경우, 상기 단광자를 중첩경로로 출력하는 경로분배기;상기 경로분배기에 의해 상기 제1경로로 출력된 상기 단광자를 수신하고, 상기 단광자에 양자암호를 생성하여 상기 수신단으로 전송하는 제1암호생성기;상기 경로분배기에 의해 상기 제2경로로 출력된 상기 단광자를 수신하고, 상기 단광자에 양자암호를 생성하여 상기 수신단으로 전송하는 제2암호생성기;상기 경로분배기에 의해 상기 중첩경로로 출력된 상기 단광자를 검출하는 보안 확인 검출기;를 구비하는, 경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 장치
9 9
제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2암호생성기는 소정의 확률에 따라 상기 단광자를 암호화하며, 암호화된 상기 단광자를 상기 수신단으로 전송하되, 비암호화된 상기 단광자는 각각 제1출력경로 및 제2출력경로로 출력하고, 상기 송신단은 상기 제1암호생성기로부터 상기 제1출력경로를 통해 출력되는 상기 단광자를 검출하는 제1일반검출기;상기 제2암호생성기로부터 상기 제2출력경로를 통해 출력되는 상기 단광자를 검출하는 제2일반검출기;를 포함하는,경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 장치
10 10
제8항에 있어서, 상기 송신단은 상기 수신단으로부터 전송된 상기 단광자를 암호화한 암호생성기에 대한 정보를 공개채널을 통해 상기 수신단으로 전송하고, 상기 수신단은 상기 공개채널을 통해 수신된 암호생성기에 대한 정보를 토대로 상기 송신단으로부터 수신된 상기 단광자에 대한 신뢰여부를 판별하는,경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 장치
11 11
제10항에 있어서, 상기 송신단은 상기 제1 및 제2양자채널 중 상기 단광자가 상기 송신단으로 전송된 채널과 상기 제1 및 제2암호생성기 중 작동된 암호생성기가 연결된 채널이 일치할 경우, 상기 송신단으로부터 수신된 상기 단광자를 신뢰할 수 있는 단광자로 판별하는, 경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 장치
12 12
제8항에 있어서, 상기 경로분배기는 상기 제1양자채널 상에 설치되어 상기 제1양자채널로 출력된 상기 단광자가 투과되어 상기 제1경로로 출력되되, 상기 중첩채널로 출력된 상기 단광자 중 상기 제1양자채널을 통해 입력된 상기 단광자는 제1반사경로로 반사시키는 제3빔스프리터;상기 제2양자채널 상에 설치되어 상기 제2양자채널로 출력된 상기 단광자가 투과되어 상기 제2경로로 출력되되, 상기 중첩채널로 출력된 상기 단광자 중 상기 제2양자채널을 통해 입력된 상기 단광자는 제2반사경로로 반사시키는 제4빔스프리터;상기 제1 및 제2반사경로로 반사된 상기 단광자를 모으는 것으로서, 상기 제1 및 제2반사경로의 교차지점에 설치되어 상기 제1 및 제2반사경로로 반사사된 상기 단광자를 상기 중첩경로로 출력하는 제5빔스프리터;를 구비하는,경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 장치
13 13
제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2암호생성기는 상기 제1경로 또는 제2경로를 통해 입력된 상기 단광자를 상기 제1경로 또는 제2경로로 출력하되, 입력된 상기 단광자의 편광상태와 동일한 편광상태로 상기 단광자를 출력하거나 입력된 상기 단광자의 편광상태와 상이한 편광상태로 상기 단광자를 출력하는,경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신장치
14 14
제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2암호생성기는 상기 제1경로 또는 제2경로를 통해 수신된 상기 단광자를 투과시키거나 상기 단광자를 제1단위경로 또는 제2단위경로 중 어느 한 경로로 반사키고, 재입력된 상기 단광자를 상기 제1경로 또는 제2경로로 출력하는 제6빔스프리터;상기 제1단위경로 상에 설치되며, 상기 제1단위경로를 통과하는 상기 단광자의 편광을 제1각도로 회전시키는 제1편광유닛;상기 제1편광유닛을 통과한 상기 단광자를 상기 제6빔스프리터로 반사시키는 제1반사미러;상기 제2단위경로 상에 설치되며, 상기 제2단위경로를 통과하는 상기 단광자의 편광을 상기 제1각도와 상이한 제2각도로 회전시키는 제2편광유닛;상기 제2편광유닛을 통과한 상기 단광자를 상기 제6빔스프리터로 반사시키는 제2반사미러;를 포함하는,경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 장치
15 15
제14항에 있어서, 상기 제1각도는 90°이고, 상기 제2각도는 180°인,경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 장치
16 16
제14항에 있어서, 상기 암호복호기는 상기 제1 및 제2암호생성기로부터 암호화된 상기 단광자를 수신하는 것으로서, 암호화된 상기 단광자의 편광상태에 따라 상기 단광자를 제1복호경로 또는 제2복호경로 중 어느 한 경로로 출력시키는 편광 빔스프리터;상기 제1복호경로로 출력된 암호화된 상기 단광자를 검출하는 제1복호 검출기;상기 제2복호경로로 출력된 암호화된 상기 단광자를 검출하는 제2복호 검출기;를 구비하는,경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 장치
17 17
제16항에 있어서, 상기 수신단은 상기 단광자를 발생시키는 단광자 발생기와, 상기 단광자 발생기로부터 발생된 상기 단광자를 상기 제1양자채널, 제2양자채널 또는 중첩채널 중 어느 한 채널을 통해 상기 송신단으로 송신하는 경로선택기와, 상기 수신단은 상기 단광자 발생기로부터 상기 경로선택기로 출력되는 상기 단광자의 편광상태를 변경하는 편광조절기를 더 구비하고, 상기 송신단으로부터 암호화된 상기 단광자가 상기 경로선택기 및 편광조절기를 통과하여 상기 편광 빔스프리터로 입력되도록 광로가 형성되고, 상기 암호복호기는 상기 편광조절기 및 제6빔스프리터 사이에 설치되어 암호화된 상기 단광자가 상기 편광조절기를 통과시 변경된 상기 단광자의 편광상태를 상기 편광조절기를 통과 전의 편광 상태로 변경하는 편광변경부;를 더 구비하는,경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 장치
18 18
수신단을 이용하여 단광자를 송신단으로 전송하는 것으로서, 상기 단광자의 편광상태 및 위상을 변조하고, 상기 단광자를 위상상태 및 편광에 따라 제1양자채널, 제2양자채널 또는 제1 및 제2양자채널의 양자 중첩인 중첩채널 중 어느 한 채널을 통해 상기 송신단으로 송신하는 제1전송단계;상기 송신단은 상기 수신단에서 상기 제1양자채널, 제2양자채널 또는 중첩채널 중 어느 한 채널로 송신된 상기 단광자를 수신하고, 수신한 상기 단광자를 상기 송신단의 제1 및 제2암호생성기를 통해 암호화하여 상기 수신단으로 전송하는 제2전송단계;상기 송신단으로부터 수신된 상기 단광자를 상기 수신단의 암호복호기를 통해 복호하는 복호단계;상기 수신단 및 송신단은 공개채널을 통해 상기 단광자의 전송정보 또는 암호생성기에 대한 정보를 공유하는 정보공유단계;상기 정보공유단계를 통해 공유된 정보를 토대로 상기 송신단으로부터 수신된 상기 단광자에 대한 신뢰여부를 판별하는 판별단계;를 포함하는,경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 방법
19 19
제18항에 있어서, 상기 제1전송단계는상기 수신단의 단광자 발생기를 통해 단광자를 발생시키는 단광자 발생단계;상기 단광자 발생기로부터 발생된 상기 단광자의 편광상태를 변경하는 편광 변경단계;상기 편광 변경단계에 의해 편광상태가 변경된 상기 단광자의 위상을 변조하는 위상 변조단계;상기 위상 변조단계에 의해 위상이 변조된 상기 단광자를 편광상태 및 위상에 따라 상기 제1양자채널, 제2양자채널 또는 중첩채널 중 어느 한 채널을 통해 상기 송신단으로 송신하는 경로선택단계;를 포함하는,경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 방법
20 20
제19항에 있어서, 상기 편광 변경단계는 상기 수신단의 편광조절기를 이용하여 상기 단광자를 광축에 대해 수평편광, 수직편광, 45° 사선편광, 135°사선편광 중 어느 하나의 편광상태로 변경하는,경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 방법
21 21
제19항에 있어서, 상기 위상 변조단계는 상기 수신단의 위상기저를 이용하여 상기 단광자의 위상을 0°, 90°, 180°또는 270°중 어느 한 각도 변환하는, 경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 방법
22 22
제18항에 있어서, 상기 제2전송단계에서, 상기 제1양자채널을 통해 입력된 상기 단광자는 상기 제1암호생성기를 통해 암호화되어 상기 수신단으로 전송되고, 상기 제2양자채널을 통해 입력된 단광자는 상기 제2암호생성기를 통해 암호화되어 상기 수신단으로 전송되고, 상기 중첩채널을 통해 입력된 단광자는 상기 송신단의 보안 확인 검출기를 통해 검출하는,경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 방법
23 23
제19항에 있어서, 상기 제2전송단계에서, 상기 제1 및 제2암호생성기는 상기 송신단으로 입력된 상기 단광자의 편광상태와 동일한 편광상태의 상기 단광자를 상기 수신단으로 출력하거나 상기 송신단으로 입력된 상기 단광자의 편광상태와 상이한 편광상태로 상기 단광자를 변경하여 상기 수신단으로 출력하는, 경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 방법
24 24
제23항에 있어서, 상기 복호단계는 상기 송신단에서 출력된 상기 단광자를 수신하는 수신단계;상기 수신단계 이후, 상기 수신단의 제1 및 제2복호 검출기를 통해 상기 단광자를 편광상태에 따라 구분하여 검출하는 검출단계;를 포함하고, 경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 방법
25 25
제22항에 있어서, 상기 판별단계는 상기 제1 및 제2양자채널 중 상기 단광자가 상기 송신단으로 전송된 채널과 상기 제1 및 제2암호생성기 중 작동된 암호생성기가 연결된 채널이 일치할 경우, 상기 송신단으로부터 수신된 상기 단광자를 신뢰할 수 있는 것으로 판단하는,경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 방법
26 26
제25항에 있어서, 상기 제1 및 제2양자채널 중 상기 단광자가 상기 송신단으로 전송된 채널과 상기 제1 및 제2암호생성기 중 작동된 암호생성기가 연결된 채널이 일치하지 않을 경우, 상기 제1양자채널, 제2양자채널 또는 중첩채널에 대한 도청의 발생여부를 조사하는 도청 조사단계;를 더 포함하는,경로중첩을 이용한 양자보안 직접통신 방법
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 미래창조과학부 에스케이텔레콤(주) IT·SW융합산업원천기술개발 양자암호통신망 구축을 통한 신뢰성 검증기술 및 QKD 고도화를 위한 핵심요소기술 개발