본 논문에서는 확장체 $F{_p}{^{k}}$(k 홀수) 에서 효율적으로 제곱근을 구하는 방법을 제안한다. 제곱근을 구하는 알고리즘은 표수 p의 조건에 따라서 여러 가지 방법들이 제안되었다. 특히, 알고리즘을 구성하는 중심 되는 연산 중의 하나가 지수승연산이다. 본 연구에서는 기존의 제곱근을 구하는 알고리즘에 사용되는 지수승의 지수들이 표수 p을 활용한 p-진법으로 표현할 경우, 특별한 형태의 주기성을 가지는 표현으로 나타내어짐을 증명하고, 이것을 활용해 기존의 알고리즘들을 효율적으로 계선하는 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 방법은 표수 p의 조건에 의존하지 않고, 지수승 기반의 기존의 모든 제곱근 알고리즘에 적용 가능하다는 장점을 가지고 있다. 지금까지 알려진 바로는, 본 논문이 처음으로 Tonelli-Shanks 알고리즘을 효율적으로 개선하였으며, $p{\equiv}1$ (mod 16) 인 경우 60% 이상의 효율성 증대가 있었다. 다른 제곱근 알고리즘에 적용한 결과들도 비교표들을 이용해 언급되어 있으며, 기존의 방법들에 비해 상당히 효율적임을 나타내고 있다.

차분 전력 분석 공격[8]은 암호시스템에 대한 강력한 부채널 공격 방법 중의 하나이며 마스킹 방법[10]은 이러한 차분전력 분석 공격에 대한 알고리즘적인 대응 기법의 하나로 잘 알려져 있다. 그러나 마스킹 방법을 산술 덧셈기와 같은 비선형 함수에 적용하는 것은 쉽지 않다. 본 논문은 이러한 마스킹 방법을 산술 덧셈기에 효율적으로 적용하는 새로운 방법을 제안한다. 이를 위해서 본 논문은 먼저 기본 논리 게이트 (AND, OR, NAND, NOR, XOR, XNOR, NOT)에 마스킹 방법을 적용하는 방법을 먼저 제안하고 이러한 기본 게이트들의 조합으로 산술 덧셈기를 구성함으로써 산술 덧셈기에 적용 가능한 새로운 마스킹 방법을 제시한다. 제안된 방법의 응용으로서 본 논문은 SEED 블록 암호 알고리즘과 SHA-1 해쉬 함수를 차분 전력 분석 공격에 안전하게 구현하는 방법과 그 상세한 하드웨어적인 구현 결과를 제시한다.

일반서명은 누구나 서명의 정당성을 검증 가능하기 때문에 메시지에 대한 인증을 제 3자에게 전가함으로서 프라이버시 침해를 일으키기도 한다. 이에 Jakobsson 등은 지정된 사람만이 서명을 검증할 수 있게 하는 지정된 검증자 서명기법을 처음 소개 하였다. 지정된 검증자 서명기법은 오직 선택된 검증자만이 서명을 검증할 수 있게 하는 기법으로 메시지 인증성질의 문제점과 프라이버시 침해를 해결한다. 본 논문에서는 '인증서가 없는(Certificateless)' 개념을 기반으로, 서명자의 프라이버시를 강화한 인증서 없는 강한 지정된 검증자 서명기법을 제안하고자 한다. 제안하는 기법은 기존의 인증서 없는 지정된 검증자 서명기법에 비해 다소 효율성이 떨어지나 강한의 성질과 양도성의 문제를 가지지 않는 인증서가 없는 강한 지정된 검증자 서명 기법은 본 논문이 최초이다.

AES와 ARIA 블록암호 알고리즘은 각각 미국과 한국의 차세대 표준 블록암호 알고리즘으로 각광받고 있으며, 스마트 카드, 전자여권 등 기밀성이 요구되는 다양한 정보보호 분야에서 활용되고 있다. 본 논문에서는 최초로 AES와 ARIA의 효율적인 통합 하드웨어 연산기를 제안하고 0.25um CMOS 공정으로 구현한 결과를 제시한다. AES와 ARIA에 적용할 수 있는 확장 유한체 방식의 공통 S-box를 설계하고, 두 알고리즘의 확산 함수에서 공통항을 축출하여, 19,056 게이트 카운트의 소형 크기를 가지는 연산기를 설계하였다. 본 논문에서 제안하는 연산기는 AES와 ARIA의 개별 소형 연산기를 설계하는 방식에 비해 32% 감소된 크기를 가진다. 또한 제안하는 연산기는 128비트 한 블록에 대한 AES 암호화에는 11 클록 사이클, ARIA 암호화에는 16 클록 사이클을 사용하며, 이는 각각 1,047Mbps와 720Mbps의 성능을 나타난다.

본 논문은 최근 많이 사용되는 64-비트 프로세서인 Intel Core2 프로세서와 AMD Athlon64 프로세서에서 AES 알고리즘을 고속 구현하는 기법을 제시한다. 먼저 EM64T 아키텍처의 Core2 프로세서는 메모리 접근 명령어 처리 효율이 연산 명령어 처리 효율보다 떨어진다. 때문에 메모리 접근 명령어의 비율이 높게 구성된 기존 AES 구현기법은 메모리 병목현상이 발생된다. 이에 메모리 접근 명령어 비율을 낮춘 부분 라운드키 기법을 제시한다. ECB 모드로 구현한 결과 Core2Duo 3.0 Ghz 프로세서에서 185 cycles/block, 2.0 Gbps의 성능을 보여주었다. 이 결과는 가장 빠르다고 알려진 bernstein 코드보다 35 cycles/block 빠르다. 한편 AMD64 아키텍처의 Athlon64 프로세서에서는 명령어 디코딩 과정에서 발생하는 병목현상을 제거하므로써 속도를 향상시켰다. 그 결과 Athlon64 프로세서에서 170 cycles/block의 성능을 나타났다. 이는 가장 빠르다고 알려진 Matsui의 비공개 코드와 성능이 동일하다.

RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템은 일정한 라디오 주파수 대역을 이용해 무선 방식으로 각종 데이터를 주고받을 수 있는 시스템으로 기본적으로 태그(Tag)와 리더(Reader) 그리고 백-엔드-데이터베이스(Back-End-Database)로 구성된다. 태그에 쓰기(Re-Write)가 가능하고 무선공간에서 다수의 태그를 동시에 인식 가능하다는 장점으로 인해 기존의 바코드 시스템을 대체하여 물류관리, 유통관리, 재고관리 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 태그와 리더가 무선 주파수를 이용하여 통신하기 때문에 시스템 보안과 개인 프라이버시 침해 문제가 발생한다. 현재까지 RFID 시스템의 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 연구가 있었으며 그 결과 다양한 보안 기법들이 제안되었다. 하지만 제안된 많은 보안 기법들은 UHF대역의 국제 표준인 Class-1 Generation-2 태그에는 적용하기 어렵다. 최근에 Chien과 Chen은 Class-1 Generation-2 태그에 적합한 상호 인증 프로토콜을 제안하였지만 이 또한 취약성이 존재하며 데이터베이스에서의 효율성이 떨어지는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서 Chien과 Chen이 제안한 기법을 분석하고 안전성과 효율성을 향상된 새로운 상호 인증 기법을 제안한다.

본 논문은 AAA 기반의 MIPv6 환경 하에서 노드가 이동함에 따라, 도메인간 사용자 인증에 관한 방법을 기술한다. 기존에는 MN이 도메인간 이동하는 경우, 방문도메인의 AAA 서버를 통해 홈도메인의 AAA 서버에서 사용자를 인증하는 방법이 제안되었으나, 본 논문에서는 도메인간의 권한인증서를 이용하여 방문도메인에서 사용자인증을 수행할 수 있는 방법을 제시한다.

이웃 탐색(Neighbor Discovery) 프로토콜은 IPv6 프로토콜 사용 환경에서 동일 링크에 연결된 노드 사이에 이웃 노드에 관한 정보를 교환하는데 사용되는 프로토콜이다. 처음으로 제안되었던 IPsec 프로토콜의 인증 헤더(Authentication Header)를 이용한 이웃 탐색 프로토콜 보호 방법은 키 교환 프로토콜을 사용할 수 없고 수동적 키 분배의 어려움이 있는 문제점이 있었다. 그 후 모든 이웃 탐색 메시지를 디지털 서명(Digital Signature)으로 보호하는 보안 이웃 탐색(SEND) 프로토콜이 제안되었다. 그렇지만 공개키 암호화 시스템을 기반으로 한 디지털 서명 기술은 일반적으로 고비용이 드는 것으로 알려져 있어 가용성 측면에서 상당한 성능 저하가 있을 것으로 예상된다. 본 논문에서는 보안 이웃 탐색 프로토콜의 가용성을 개선시키기 위해 CGA(Cryptographically Generated Addresses) 주소 생성 과정에서 해시 함수 입력에 MAC(Media Access Control) 주소를 추가하는 Modified CGA 기법과 캐시를 활용하는 방법을 제안하였으며, 실험을 통해 기존 방법과의 성능 차이를 비교하였다.

Quality of Protection(QoP)은 보안을 제공해야 하는 네트워크들을 평가할 수 있는 기준을 제공하고, 해당 네트워크의 보안 정책에 대한 보안의 강도를 정량화하여 해당 네트워크 시스템의 안정성을 판단할 수 있도록 해준다. 현실적으로, 네트워크에서 적용되는 보안 메커니즘의 안전성과 시스템에서 지원되어야 하는 성능이 반드시 비례하는 것은 아니다. 그렇기 때문에 보안은 적절한 수준에서 적용되는 환경에 맞게 정의되어야 하며, 네트워크의 사용 목적에 맞는 보안 정책을 택하여 사용해야 한다. 무선 네트워크들이 발전함에 따라 안전한 무선네트워크 서비스를 제공하기 위해 다양한 보안 서비스들이 정의되고 있다. 본 논문에서는 무선 네트워크 환경에서의 적절한 보안 정책을 선택할 수 있도록 기존에 연구된 QoP모델의 효용함수 구성에 흐름 기반의 비정상 트래픽 탐지 알고리즘을 통해 객관적으로 구성한 HVM을 도입하고, 총 이익함수의 구성에 상대적 가중치를 도입함으로써 기존에 연구된 QoP모델의 취약점을 보완한다.

악성봇은 DDoS 공격, 스팸메일 발송 등 다양한 악성행위를 하는 웜/바이러스 이다. 이러한 악성봇의 악성행위를 차단 하기 위하여 국내외 많은 기관에서 노력을 기울이고 있다. 국내에서도 악성봇 DNS 싱크홀을 구축하여 악성봇에 의한 악성행위를 차단하고 있고, 일본에서도 CCC(Cyber Clean Center) 구축을 통하여 악성봇 감염 PC를 치료하고 있다. 그러나 악성봇 DNS 싱크홀은 감염 PC를 근본적으로 치료하지 못한다는 단점이 있고, CCC 또한 감염이 확인된 PC 중 30%만 치료가 되고 있는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 기존 기법들의 단점을 보완하고 장점을 취하여 악성봇에 의한 악성행위를 차단함과 동시에 근본적인 치료도 병행하는 방식으로 새로운 악성봇 치료기법을 제안 하였다.

Native API(Application Programming Interfaces)는 관리자 권한에서 수행되는 system call의 일종으로 관리자 권한을 획득하여 공격하는 다양한 종류의 악성코드를 탐지하는데 사용된다. 이에 따라 Native API의 특징을 기반으로한 탐지방법들이 제안되고 있으며 다수의 탐지방법이 교사학습(supervised learning) 방법의 기계학습(machine learning)을 사용하고 있다. 하지만 Anti-Virus 업체의 분류기준은 Native API의 특징점을 반영하지 않았기 때문에 교사학습을 이용한 탐지에 적합한 학습 집합을 제공하지 못한다. 따라서 Native API를 이용한 탐지에 적합한 분류기준에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 정량적으로 악성코드를 분류하기 위해 Native API를 기준으로 악성코드를 퍼지 군집화하여 재그룹화하는 방법을 제시한다. 제시하는 재그룹화 방법의 적합성은 기계학습을 이용한 탐지성능의 차이를 기존 분류방법을 결과와 비교하여 검증한다.

인터넷의 활용도가 높아짐에 따라, 스팸메일이 전체 메일에서 차지하는 비중이 점점 커지게 되었다. 전체 인터넷 자원에서 필요에 의해 사용되는 메일의 기능보다, 주로 광고나 악성코드 등의 전파를 위한 목적으로 사용되는 메일의 비중이 점점 커지고 있으며, 이를 방지하기 위한 컴퓨터 및 네트워크, 인적자원의 소모가 매우 심각해지고 있다. 이를 해결하기 위해 스팸 메일 필터링에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔으며, 현재는 문맥상의 의미는 없지만 가독상에서 의미를 해석할 수 있는 문장에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이러한 방식의 메일은 기존의 어휘를 분석하거나 문서 분류 기법 등을 이용한 스팸 메일을 필터링 방법을 통해 분류하기 어렵다. 본 연구는 이와 같은 어려움을 해결하기 위해 메일의 제목에 대한 N-GRAM 색인화를 통해 베이지안 및 SVM 을 이용하여 스팸 메일을 필터링 하는 방법을 제안한다.

조직이나 기관에서 수집한 개인정보를 통계 분석, 공공 의료 연구 등을 목적으로 배포할 때는 데이터에 포함된 개인의 민감한 정보가 노출되지 않도록 보호해야 한다. 한편, 배포되는 데이터는 가능한 정확한 통계 정보를 제공해야 한다. k-anonymity와 l-diversity 모델은 이러한 프라이버시 침해 문제 해결을 위해 제안되었다. 그러나 두 모델은 데이터에 삽입과 삭제가 발생하지 않는 정적인 데이터를 단 한번 배포하는 상황을 가정하기 때문에 삽입과 삭제가 발생하는 동적인 데이터에 그대로 적용할 수 없다. 동적인 데이터의 프라이버시 보호 문제를 해결하기 위해 최근 m-invariance 모델이 제안되었다. 그러나 m-invariant 일반화 기법은 일반화로 인해 통계 정보로써 데이터의 품질을 저하시킨다는 단점이 있고, 배포된 데이터 중 일부 개인의 민감한 속성이 노출되었을 경우에 그 영향이 다른 부분으로 전이된다. 본 논문에서는 일반화를 사용하지 않으면서 간단한 삽입과 삭제 연산을 지원하는 동적 데이터의 배포 기법을 제안한다. 제안 기법은 데이터의 품질을 높이면서 m-invariance와 동등한 수준의 프라이버시 보호 정도를 제공한다.

인터넷 기술과 멀티미디어 기능의 발달로 인하여 디지털 콘텐츠는 새로운 성장 산업으로 주목받으며 다양한 경로를 통해 빠르게 보급되고 있다. 한 예로, 국내 디지털 콘텐츠 산업의 매출 규모 또한 2003년 이후 연평균 14.7%의 높은 성장률을 기록하고 있음에도, 정보 공학의 역기능 측면(저작권 침해, 부적합한 콘텐츠의 범람, 명예 훼손과 프라이버시의 침해)이 주요 문제로 대두되고 있다. 본 논문에서는 앞서 제시한 디지털 콘텐츠 유통 시 문제점을 해결하기 위하여 인터넷 환경 내 신뢰할 수 있는 디지털 콘텐츠 유통 아키텍처 (TDCDA)를 제시하였다. TDCDA는 콘텐츠 배포 시 신뢰성 확보와, 디지털 콘텐츠의 무결성 및 저작권 보호 메커니즘을 통한 안전한 콘텐츠 유통 방안을 소개하였고, 마지막으로 TDCDA의 알고리즘과 적용 방안을 제시함으로써, 실 웹 기반의 컴퓨팅 환경 내 활용 방안을 타진하였다.

오늘날 많은 기업들이 비용절감을 위해 서버 가상화 기술의 이용 및 보급을 확대함에 따라 가상화 서버에서의 사이버범 죄도 크게 증가할 것으로 예상된다. 서버 가상화 솔루션은 각 가상화 서버에 대한 가상머신 이미지를 생성하는 기능을 기본적으로 제공하기 때문에 서버 가상화 환경에서는 기존의 디지털 포렌식 수사과정의 디스크 이미지 수집과정을 생략하고 가상머신 이미지를 법적증거로 직접 활용함으로써 보다 신속하고 효율적인 수사가 가능하다. 하지만 가상화 서버의 구조적 특징으로 인해 나타날 수 있는 보안 취약성, 그리고 서버 가상화 솔루션의 신뢰성과 증거수집 절차상의 문제들로 인해 가상머신 이미지 자체만으로는 법적증거로서의 허용성을 인정받지 못한다. 본 논문에서는 가상머신 이미지가 법적증거로서 허용성을 인정받기 위해 서버 가상화 솔루션이 갖추어야 할 보안 요구사항, 디지털 포렌식 도구로서의 신뢰성 조건들을 도출하였으며, 가상머신 이미지가 증거로서의 연계보관성을 만족시키기 위해 갖추어야할 부가요소들을 제안한다. 또한 이러한 조건들을 통해 가상머신 이미지 증거가 미국 연방증거법의 법적 허용성 기준들을 만족시키는지 살펴보고, 이를 위한 관련 기관들의 구체적인 역할 및 세부 추진계획들을 제안한다.

최근, Park 등은 RSA의 기반 인증된 키 교환 프로토콜을 제안하고, 제안한 프로토콜의 안전성을 증명했다. 본 논문에서는 Park 등에 의해 제안된 프로토콜을 분석하고, 사전공격에 취약함을 보인다. 또한 제안하는 공격의 성능을 분석함으로써 공격 방법이 Park 등이 제안한 프로토콜에 매우 효율적임을 보인다.

유비쿼터스 환경은 디지털 홈 기기들이 시간과 공간에 제약을 받지 않는 멀티미디어 서비스를 제공한다. 하지만, 디지털 콘텐츠의 사적복제 보장을 통한 콘텐츠의 이용 편리성 보장(Fair Use)이 이루어지지 않고 콘텐츠의 무차별적인 배포와 불법 콘텐츠의 사용 등으로 인해 피해를 주고 있는 것이 현실이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 등장한 DRM 시스템은 단말기에 저장된 라이선스의 보호와 콘텐츠의 재배포에 따른 라이선스 관리를 수행하지 못하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 유비쿼터스 환경에서 DRM 시스템의 문제점을 해결하기 위한 대안으로서 콘텐츠와 라이선스에 대한 오용행위 감사 및 불법 대규모 유통을 사전에 차단하고 법적 대응을 위해 디지털 증거 생성 및 관리가 가능한 디지털 포렌식 모델을 제안한다.