New Physics: Sae Mulli, Vol. 69, No. 2, February 2019, pp. 187∼193 http://dx.doi.org/10.3938/NPSM.69.187 Homomorphic Encryptions at a Long Distance Through Quantum Key Distribution Protocols Kabgyun Jeong * IMDARC, Department of Mathematical Sciences, Seoul National University, Seoul 08826, Korea Yong Jin Kim · Jong Beom Yoon · Geon Woo Kim · Gueha Cho · Suntaek Kim † Chungnam Science High School, Kongju 32620, Korea (Received 20 November 2018 : accepted 20 December 2018) In general, the homomorphic encryption (HE) scheme is a cryptosystem that has recently come into the spotlight due to changes in the computer environment such as cloud computing and to the threat of personal information being leaked. In addition, the information-theoretic security of the quantum key distribution (QKD) protocol represented by the BB84 protocol was proven long ago, so it has been actively studied for commercialization. Although HE is secure for various applications, problems arise in scenarios where multi-party users have to implement remote operations. In this paper, we frst propose a method that enables multi-party remote computation of the homomorphic encryption by using a QKD protocol at a long distance. PACS numbers: 03.67.-a, 03.67.Dd, 03.67.Hk, 89.70.-a Keywords: Homomorphic encryption, Quantum key distribution, Private quantum channel, QKD-based HE 양자키분 프로토콜을 이용한 원거 동형암호체계 정갑균 * 서울대학교 수리과학부 수학기반 산업데이터해석 연구센터, 서울 08826, 대한민국 김용진 · 윤종범 · 김건우 · 조규하 · 김선택 † 충남과학고등학교, 공주 32620, 대한민국 (2018 년 11 월 20 일 받음, 2018 년 12 월 20 일 게재 확정) 일반적으로 동형암호는 암호화된 데이터를 복호화 없이 구현하는 암호를 의미하며, 클라우드 컴퓨팅 등 컴퓨터 환경의 변화와 개인정보 유출의 위협에 따라 최근 각광을 받고 있는 암호체계이다. 그리고 BB84 프로토콜로 대표되는 양자키분배 프로토콜은 정보이론적인 안전성이 이미 오래 전에 증명 되었고, 상용화를 목표로 활발히 연구 중이다. 동형암호의 안전성과 다양한 응용성이 존재함에도 불구하고 다자간 사용자가 원거리 연산을 구현해야하는 시나리오 아래에서는 문제가 발생하게 된다. 이 논문에서, 양자키분배 프로토콜을 사용하여 동형암호의 다자간 원거리 연산을 가능하게하는 방법을 처음으로 제시하였다. PACS numbers: 03.67.-a, 03.67.Dd, 03.67.Hk, 89.70.-a Keywords: 동형암호, 양자키분배, 비밀양자채널, 동형양자키분배 * E-mail: kgjeong6@snu.ac.kr † E-mail: aigebra2@snu.ac.kr This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.