이 논문은 양자기반 암호처리 기술을 활용하여 위성 보안을 강화하는 방안을 제시한다. 우주 환경에서의 위성 통신 시스템은 높은 안정성과 안전성이 요구되며, 특히 위성 데이터 링크 계층의 보안 위협으로부터 보호되어야 한다. 이를 위해 본 연구는 양자내성 암호 (Post-Quantum Cryptography, PQC)를 기반으로 한 암호 기술을 적용하여 위성 데이터 링크 계층의 보안 성을 증진시키고자 한다. 첫째로, 양자내성 암호 기술을 활용하여 위성 데이터 링크 계층의 보안을 강화한다. 양자내성 암호는 양자 컴퓨터로부터의 공격에 견딜 수 있는 암호 기술로서 설계되었다. 본 연구에서는 위성 통신에 적합한 양자내성 암호 기술을 적용하여 데이터 링크 계층의 보안성을 강화한다. 둘째로, 위성 데이터 링크 계층의 보안 위협으로부터 보호되기 위해 CCSDS 보안 프레임워크를 준수하도록 개발하고자 한다. CCSDS는 우주 기관들 간의 표준 프로토콜을 제공하며, 이를 통해 데이터 링크 계층의 보안성을 높일 수 있다. 본 연구에 서는 CCSDS 보안 프레임워크를 중심으로 위성 데이터 링크 계층의 보안 요구 사항을 충족하는 암호화 방법을 개발한다. 제안하는 양자기반 암호처리 기술과 CCSDS 보안 프레임워크를 통합함으로써, 우주 기관들은 안전하고 신뢰성 있는 위성 통신 시스템을 구축할 수 있을 것으로 기대된다. 더불어, 양자내성 암호 기술을 적용하는 이 연구는 보안 강화를 필요로 하는 다 른 분야에도 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

Enhancing Satellite Security using Quantum-based Cryptographic Techniques: Focusing on CCSDS Security Framework for Satellite Data Link Layer Security

Young-Jin Kim, Myoung-Sun Oh, Woong-Sik Bae, Jong-Heon Park, Joo-Hyoung Lee, Hyuk Lim2, Jung-Kyu Lee, Joo-In Lee

This paper provides ways to enhance satellite security using quantum-based cryptographic techniques. Satellite communication systems in space demand high stability and safety, especially requiring protection against security threats at the satellite data link layer and within the CCSDS security framework. To address these challenges, this study proposes the application of Post-Quantum Cryptography (PQC), a cryptographic technology resilient to quantum attacks, to reinforce the security of the satellite data link layer. Firstly, PQC technology is employed to strengthen the security of the satellite data link layer. PQC is designed to withstand attacks from quantum computers and is adapted in this research for satellite communication to enhance the security of the data link layer. Secondly, the study aims to develop an encryption method that adheres to the CCSDS security framework to protect against security threats at the satellite data link layer. CCSDS provides standardized protocols among space agencies, enhancing the security of the data link layer. The research focuses on integrating the CCSDS security framework to meet the security requirements of the satellite data link layer. By integrating the proposed quantum-based cryptographic technology and the CCSDS security framework, this study anticipates that space agencies will be able to establish secure and reliable satellite communication systems. Furthermore, the application of Post-Quantum Cryptography in this research has potential for wider application in other domains requiring enhanced security measures. Keywords: post-quantum cryptography, satellite data link layer security, CCSDS security framework

Speaker 김영진 (주)드림시큐리티