센서 노드의 자원 제약성 때문에 센서네트워크에서 키 설정 하는 것은 어렵다. 특히 기존에 제안된 공개키 암호 방식 키 설정 기법은 센서 네트워크에 적용이 불가능하며 이를 해결하기 위한 대칭키 암호 방식을 이용한 키 설정 기법들이 제안되어왔다. 대칭키 암호 방식을 이용한 여러 가지 키 설정 기법 중 랜덤-키 사전분배 기법 [2]과 랜덤 Pair-wise 키 사전 분배기법[1]에 대해 알아보고 문제점을 지적한다.
본 논문에서는 암호와 복호 과정이 동일한 SPN 구조 256 비트 블록 암호 알고리즘인 가칭 XSB(eXtended SPN Block cipher)를 제안한다. XSB는 짝수 N 라운드로 구성하고, 1 라운드부터 N/2-1 라운드까지는 전함수를 적용하고, N/2+1 라운드부터 N 라운드까지는 후함수를 적용한다. 각 라운드는 키 합산층, 치환층, 바이트 교환층 및 확산층의 네 단계로 구성한다. 또한 전함수단과 후함수단 사이에 대칭 블록을 구성하는 대칭단을 삽입한다. 대칭단은 간단한 비트 슬라이스 대합 S-박스로 구성한다. 비트 슬라이스 대합 S-박스는 Square 공격, 부매랑 공격, 불능차분 공격 등의 공격을 어렵게 한다.
네트워크상에서 전승되는 메시지의 기밀성을 유지하기 위해 암호 시스템의 사용이 증가하고 있으며, 최근 들어 대칭키 암호 방식과 공개키 암호 방식의 장점을 결합한 하이브리드 암호 시스템이 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 묵시적 키 인증 제공하는 1-pass 키 분배 프로토콜, 해쉬 함수, 대칭키 암호 시스템을 이용하여 암호문을 전송한 송신자의 신분에 대한 묵시적 인증을 제공할 수 있는 새로운 하이브리드 암호 시스템을 제안하고, 대표적인 예로 Diffie-Hellman 기반 방식과 Nyberg-Ruppel 기반 방식을 설명한다. 제안하는 시스템은 기존의 하이브리드 암호 시스템과 같이 실제 메시지 암호화에는 대칭키 암호 방식을 이용하의로 효율적이고, 암호문의 수신자가 송신자의 신분을 묵시적으로 확인할 수 있다는 장점을 갖는다.
암호/복호 알고리즘이 서로 다른 RC6을 간단한 논리 연산과 회전 연산을 사용한 대칭한의 삽입으로 암호/복호를 같게 구현했다. 즉 RC6의 전체 라운드의 반은 RC6의 암호 알고리즘을 나머지 반은 RC6의 복호 알고리즘을 사용하고 암호와 복호 알고리즘 중간에 대칭 단을 넣어 암호/복호가 같은 개선된 RC6을 구현했다. 제안한 RC6 알고리즘은 기존의 RC6 알고리즘과 수행 속도에서는 거의 차이가 없고, 안전성은 대칭단의 삽입으로 차분 및 선형 분석에 필요한 높은 확률의 패스를 단절시켜 효과적인 분석을 어렵게 하고 있다. 제안한 알고리즘은 암호/복호가 다른 블록 암호 알고리즘에 간단히 적용하여 암호/복호가 같게 만들 수 있으며, 새로운 블록 암호 알고리즘의 설계에도 좋은 아이디어로 사용할 수 있다.
공개 키암호 시스템(public key dcytosystem)의 각종 방식을 설명하고 심도있는 이 론적 해석과 예제를 통한 각 암호 시스템의 타당성을 입증한다. 또한, 대칭암호 시스템 (private-key cipher systems)과 비대칭암호시스템(public-key cryptosystems)별로 나누어 인 증(authentication) 및 디지탈 서명(digital signature)에 관한 문제들을 다음 목차에 따라 연재 로 자세히 기술하고자 한다.
매우 가벼운 무게와 손안에 들어가는 작은 크기로 휴대성을 제공하는 휴대용 저장매체는 사용자들로부터 많은 호응을 받고 있다. 하지만 휴대용 저장매체의 휴대성으로 인하여 USB 메모리의 분실 및 도난이 잦아졌고 그로 인하여 저장매체 내부에 저장되어 있는 개인정보가 유출되는 사고가 발생하는 문제점이 발생되었다. 따라서 분실위험이 없고 네트워크를 통하여 언제든 자료를 저장하고 접근할 수 있는 원격 저장소 서비스가 등장하게 되었다. 정보통신산업이 발달함에 따라 여러 종류의 정보 기기를 통하여 언제 어디서든 빠른 네트워크에 접근할 수 있게 되었고, 이는 원격 저장소를 이용하는 사용자들을 더욱 증가하게 하였다. 하지만 여러 사용자의 주요 자료가 저장됨에 따라 비윤리적인 관리자 및 공격자로 인하여 서버에 저장된 여러 사용자의 주요자료가 동시에 유출될 수 있는 위험이 존재한다. 이를 해결하기 위해 서버에 저장되는 자료의 암호화가 필요해졌으며, 이와 동시에 암호화한 자료의 효율적인 검색 및 이용을 위하여 검색 가능 암호 시스템이 필요하다. 하지만, 기존의 대칭키 검색 가능 암호 시스템은 문서의 삽입/삭제 효율성 및 다중 키워드 검색 시 연산의 효율성이 떨어지는 문제점이 존재한다. 따라서 본 논문은 기존 대칭키 검색 가능 암호의 문제점을 해결할 수 있는 효율적인 대칭키 검색 가능 암호 시스템을 제안한다.
Dynamic Network은 블록 크기와 키 크기, 라운드 수가 동시에 가변이며, 각 라운드에서 서브 블록과 서브 키 사이에 연산이 이루어지지 않는 대칭키 블륵 암호 알고리즘을 위한 기본구조이다. 본 논문에서는 Dynamic Network에 기반한 대칭키 블록 암호 알고리즘을 제안한다. 제안하는 Dynamic Cipher는 임의의 비트 스트링을 키로서 사용할 수 있다. 제안하는 Dynamic Cipher에 차분 분석법과 선형 분석법의 적용이 어려움을 보이고, 대칭키 블록 암호 알고리즘이 만족하여야 할 성질들에 대한 실험 결과들을 제시한다.
통신이 발전함에 따라 웹하드와 같은 원격 데이터 저장 서버에 PC에 사용되던 자료를 저장하여 언제 어디서든 접근할 수 있는 서비스가 발전하게 되었다. 하지만 데이터를 저장하는 서버의 신뢰 문재가 발생하게 되었고, 이를 해결하기위해 서버에 저장되는 데이터의 암호화 및 이를 검색할 수 있는 기술이 필요하게 되었다. 하지만 기존의 대칭키 검색 가능 암호 시스템은 결합 키워드 검색 시 연산의 효율성이 떨어지는 문제점이 존재한다. 따라서 본 논문은 블룸필터를 사용하여 효율적인 대칭키 기반 결합키워드 검색 가능 암호 시스템을 제안한다.
본 논문에서는 하드웨어로 경량 암호 HIGHT, PRESENT, PRINTcipher를 설계하고 소프트웨어로 암호 운영모드를 구현하여 대칭키 암호에 대한 효율적인 하드웨어/소프트웨어 통합설계 방법을 제안하였다. 우선 효과적인 통합설계 언어인 GEZEL 기반으로 대칭키 암호를 하드웨어로 구현한 후 FSMD 방식의 각 암호 모듈을 unfolding, retiming 등 하드웨어 최적화 이론을 적용하여 성능을 향상시켰다. 또한, 8051 마이크로프로세서에 대칭키 암호 운영모드를 C언어로 구현하여 서로 다른 운영모드를 지원하는 다양한 플랫폼에 적용할 수 있게 하였다. 이때 하드웨어/소프트웨어간의 신뢰성 있는 통신 확립과 통신 간 발생할 수 있는 시간 지연을 막기 위하여 하드웨어의 통신 코어와 암호코어를 분리하여 병렬적으로 수행되어 암호화 연산 수행 중에도 메시지를 송/수신 할 수 있도록 처리하는 개선된 handshake 프로토콜을 사용하여 전체적인 성능을 향상시켰다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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