양자 암호 시스템의 시작

1부 ― 양자 컴퓨팅 기초

1장. 양자역학 입문
양자역학이란 무엇인가?
__양자는 반(反)직관적이다
__양자역학은 현실이다
양자역학의 기본 성질
__광자와 양자역학
__광전 효과
__파동-입자 이중성
__확률 원리
__불확정성 원리
__스핀 상태와 전하
__양자 꿰뚫기
__중첩
__관찰자 효과
__복제 불가 정리
__유령 같은 얽힘
__결깨짐
오늘날 우리 세계의 양자 사례
추가 정보
요약

2장. 양자 컴퓨터 입문
양자 컴퓨터는 어떻게 다른가?
__비트를 사용하는 기존 컴퓨터
__큐비트를 사용하는 양자 컴퓨터
__양자 컴퓨터는 아직 황금 시간대를 맞이할 준비가 되지 않았다
__양자 컴퓨터가 곧 우위를 차지할 것이다
양자 컴퓨터는 오류 정정을 사용해 큐비트를 개선한다
양자 컴퓨터의 종류
__초전도 양자 컴퓨터
__양자 열 풀림 컴퓨터
__범용 양자 컴퓨터
위상 양자 컴퓨터
__마이크로소프트의 마요라나 페르미온 컴퓨터
__이온덫 양자 컴퓨터
__클라우드 양자 컴퓨터
__미국 외의 양자 컴퓨터
양자 컴퓨터의 구성 요소
__양자 소프트웨어
__양자 스택
양자 국가 지침(Quantum National Guidance)
__국가 정책 지침(National Policy Guidance)
__보조금과 투자
컴퓨터 이외의 다른 양자 정보 과학
추가 정보
요약

3장. 양자 컴퓨팅이 현재의 암호 시스템을 어떻게 깨뜨릴 수 있을까?
암호 시스템 기초
__암호화
__무결성 해시값
__암호 활용
양자 컴퓨터는 암호를 어떻게 깨뜨릴 수 있을까?
__시간 단축
__양자 알고리즘
__양자가 깨뜨릴 수 있는 것과 깨뜨릴 수 없는 것
__여전히 이론적이다
요약

4장. 양자 암호 해독은 언제 가능할까?
답변은 항상 '지금으로부터 10년 뒤'였다
양자 암호 해독 인자
__양자역학은 실재하는가?
__양자 컴퓨터는 실재하는가?
__중첩은 실재하는가?
__피터 쇼어 알고리즘은 현실적인가?
__안정된 큐비트를 충분히 갖고 있는가?
__양자 자원과 경쟁
__우리가 꾸준히 개선하고 있는가?
__전문가 의견
양자 사이버 해독은 언제 가능할까?
__시기 선택 시나리오
__언제부터 대비해야 하는가?
발생 시나리오
__국가가 양자 컴퓨팅을 강제하는 경우
__대기업에서 사용하는 경우
__대량 확산
__가장 가능성이 높은 발생 시나리오
요약

5장. 양자-이후의 세계는 어떤 모습일까?
깨진 응용프로그램
__약해진 해시함수와 대칭키 암호
__깨진 비대칭키 암호 알고리즘
__약해지고 깨진 난수 생성기
__약화되거나 깨진 종속 응용프로그램
양자 컴퓨팅
__양자 컴퓨터
__양자 프로세서
__양자 클라우드
양자 암호 시스템이 사용될 것이다
__양자 완벽 프라이버시
양자 네트워크가 나온다
양자 응용
__더 나은 화학약품과 의약품
__더 나은 배터리
__진정한 인공지능
__공급망 관리
__양자 금융
__향상된 위험 관리
__양자 마케팅
__더 나은 기상 예측
__양자화폐
__양자 시뮬레이션
__더 정밀한 군사와 무기
__양자 원격 이동
요약

2부 ― 양자 해독 대비

6장. 양자-내성 암호 시스템
NIST의 양자-이후 공모전
__NIST 보안 강도 분류
__공개키 암호 대 키 캡슐화 방식
__형식적 구별 불가능성 보증
__키와 암호문의 길이
양자-이후 알고리즘의 유형
__코드-기반 암호 시스템
__해시-기반 암호 시스템
__격자-기반 암호 시스템
__다변량 암호 시스템
__초특이 타원곡선 아이소제니 암호 시스템
__영지식 증명
__대칭키 양자 내성
양자-내성 비대칭키 암호화 알고리즘
__BIKE
__Classic McEliece
__CRYSTALS - Kyber
__FrodoKEM
__HQC
__LAC
__LEDAcrypt
__NewHope
__NTRU
__NTRU Prime
__NTS-KEM
__ROLLO
__Round5
__RQC
__SABER
__SIKE
__ThreeBears
__PKE와 KEM 키 그리고 암호문 길이에 관한 일반적 관찰
양자-내성 디지털 서명
__CRYSTALS-Dilithium
__FALCON
__GeMSS
__LUOV
__MQDSS
__Picnic
__qTESLA
__Rainbow
__SPHINCS+
__서명 키와 길이에 대한 일반적 관찰
주의 사항
__표준의 결여
__성능 문제
__검증된 보호의 결여
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요약

7장. 양자 암호 시스템
양자 난수 생성기
__무작위가 항상 무작위는 아니다
__진정한 임의성이 왜 그렇게 중요한가?
__양자-기반 난수 생성기
양자 해시와 서명
__양자 해시 알고리즘
__양자 디지털 서명
양자 암호화 알고리즘
__양자 키 분배
요약

8장. 양자 네트워킹
양자 네트워크 구성 요소
__전송 매체
__거리 대 속도
__점 대 점
__신뢰할 수 있는 중계기
__진정한 양자 중계기
__양자 네트워크 프로토콜
양자 네트워크 응용프로그램
__더 안전한 네트워크
__양자 컴퓨팅 클라우드
__더 나은 시간 동기화
__전파 방해 방지
__양자 인터넷
다른 양자 네트워크
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요약

9장. 지금부터 대비하라
네 가지 주요 양자-이후 마이그레이션 단계
__1단계: 현재의 솔루션 강화
__2단계: 양자-내성 솔루션으로의 전환
__3단계: 양자-하이브리드 솔루션 구현
__4단계: 완전한 양자 솔루션 구현
여섯 가지 주요 양자-이후 마이그레이션 프로젝트 단계
__1단계: 교육
__2단계: 계획 수립
__3단계: 데이터 수집
__4단계: 분석
__5단계: 조치/교정
__6단계: 검토 및 개선
요약

부록. 추가 양자 자료