본 논문은 블록체인에서 사용 중인 디지털서명을 국내외 동향으로 분석하여 향후 기존 디지털서명 기술이 새로운 대안의 디지털서명으로 대체될지 전망을 분석하였다. 디지털서명의 국내외 동향은 해시함수, 타원곡선, 디지털서명 알고리즘 등으로 구별하여 파악하였다. 디지털서명의 해외 동향에서는 ECDSA 외에 몇몇 새로운 알고리즘 도입이 진행 중에 있었지만 국내 동향에서는 단 하나의 사례도 찾기 힘들 정도로 여전히 대부분 업체에서는 ECDSA를 사용 중에 있었다. 아직까지 국내에서는 ECDSA의 채택률이 압도적이지만 해외에서는 조금씩 새로운 디지털서명을 채택 중에 있었다. 향후에는 ECDSA의 채택률이 줄어들고 새로운 디지털서명의 채택률이 올라갈 것으로 예상된다.
그룹 디지털 서명(Group Signatures)은 그룹의 회원인 서명자의 익명성을 보장하는 디지털 서명 방법이다. 최근에 이 서명방법에 비해 향상된 기능을 제공하는 추척 가능한 디지털 서명 방법이 제안되었다. 본 논문은 타원곡선 암호의 Pairing 기법으로 구현될 수 있는 Bilinear map을 이용한 추적 가능한 디지털 서명 방법을 소개한다. 이 서명 방법은 321 바이트를 차지하기 때문에 기존의 방법이 약 1238 바이트를 차지하는데 비해 효율적인 서명 방법이라 할 수 있다.
부인봉쇄 서명 기법은 서명자의 동의 없이는 서명을 검증할 수 없는 기법이다. 일반 서명기법이 적용될 수 없는 많은 사회적 영역의 컴퓨터화에 사용될 수 있다. 본 연구에서는 여러 서명자를 필요로 하며 지정된 사용자에게만 다중 서명을 검증할 수 있도록 하는 부인봉쇄 다중서명 기법을 제안한다. 제안한 다중서명 기법은 부인봉쇄 성질을 만족하며 서명자에 의한 다중서명 부정 및 변조 공격에 대해서 안전하다. 또한 제안한 기법의 응용으로써 공동 저작된 디지털콘텐츠에 대한 저작권 보호 방안에 대해서 제안한다.
컴퓨터 및 네트워크의 급속한 성장은 정보 사회로의 발전을 이행해 왔으며, 수많은 정보들이 네트워크를 통해 공유 및 교환되고 있다. 이들은 공개된 네트워크를 전재로 수행되므로, 다양한 형태의 공격으로부터 노출되어 있다. 이를 공격에 대응하고 나아가 사용자 및 메시지 인증을 수행키 위해 각광을 받고 있는 방법 중에 하나로서 디지털 서명을 들 수 있다. 그러나 일반 디지털 서명 방식은 누구나 서명 확인이 가능하므로 서명자의 익명성과 비밀성을 보장해야 하는 전자 투표, 전자 회의 및 전자 입찰 등과 같은 응용 분야에 적용할 경우에는 문제점을 드러내고 있다. 따라서 이들 응용 분야들은 기본적으로 서명자의 신원을 보장하여야 하며, 필요할 경우 이를 확인할 수 있어야 한다. 현재 이와 관련하여 부인 방지 서명 방식과 이를 개선한 수신자 지정 서명 방식이 제안되어 있다. 그러나 이 방식들은 서명자의 익명성이 수신자에게 의존하기 때문에 수신자에 의해 신원이 노출될 수 있었다. 동시에 이들 방식은 메시지 부가형 서명에 기초하므로 전송되는 서명 정보상의 메시지가 제 3자에게 노출되는 결과를 초래한다. 본 고에서는 서명자의 익명성을 보장하면서, 오직 수신자만이 서명자의 신분을 확인할 수 있는 Crypto-Cert 디지털 서명 방식에 대해 고찰한다. 특히 본 방식에서는 필요할 경우 서명자의 신원을 확인할 수 있으며, 전송 메시지에 대해 기밀성을 확보하고 있으므로 다양한 응용 분야에 적용가능하다.
인터넷의 급격한 발달로 전자상거래가 우리 생활의 중요한 한 부분을 차지하게 되었다. 이런 전자상거래에서 중요한 한 요소인 기존 디지털 서명 방식에는 몇 가지 문제점을 가지고 있다. 그중 하나가 악의적인 수신자나 제삼자의 디지털 서명의 재사용 문제점이며, 다른 하나가 서명자의 비밀키 분실 문제이다. 다른 문제점으로 수신자가 서명자의 키가 변경된 후 변경전의 디지털 서명의 검증을 시도하는 경우 검증이 불가능한 문제가 발생한다. 이러한 문제들을 해결할 수 있는 새로운 디지털 서명 방식 및 절차를 제안한다. 이 새로운 디지털 방식은 RSA와 EIGamal 암호방식을 통합한 것으로 하나의 비밀키의 이에 대응되는 두 개의 공개키를 갖는 구조이다.
본 논문에서는 이산대수 문제의 어려움과, 인수분해 문제의 어려움에 기초한 대표적인 디지털 서명들과 그 디지털 서명에 근간한 은닉서명에 대해 연구하고 나아가 제한된 자원을 갖는 환경에서 문제를 일으킬 수 있는 역원의 사용을 배제한 디지털 서명을 제안하고 제안한 디지털 서명에 근간한 새로운 은닉서명을 제안하였다.
디지털 서명 기법은 디지털 문서에 대한 무결성, 서명자 인증 및 부인봉쇄 기능을 제공한다. 디지털 서명에 필요한 서명키는 일반적으로 하드디스크 또는 이동식 저장 매체에 보관한다. 이 경우의 문제점은 서명자가 대리인에게 키 정보를 알려주어 대리로 서명을 할 수 있다는 것이다. 전자 선거와 같은 응용에 악용될 수 있다. 본 논문에서는 대리 서명이 허용되어서는 안 되는 응용에 적합한 생체정보 기반의 부인봉쇄 디지털 다중 서명 기법을 제안한다. 부인봉쇄 다중 서명 기법은 여러 서명자를 필요로 하며 지정된 사용자에게만 다중 서명을 검증할 수 있도록 한다. 제안한 다중서명 기법은 부인봉쇄 성질을 만족하며 서명자에 의한 다중서명 부정 및 변조 공격에 대해서 안전하다. 또한 지문정보에 기반을 두어 키를 생성함으로써 대리 서명과 같은 위험에 대해서 안전하다.
본 논문에서는 디지털 이미지를 대칭 및 비대칭 암호화와 워터마킹 기법을 사용하여 안전하게 전송하는 방법을 제안한다. 제안된 기법은 디지털 이미지의 안전한 전송을 위하여 필수적인 네가지 조건 즉. 비밀성, 인증, 무결성, 부인방지 기능을 제공한다. 비대칭 키 암호화 기법은 전자서명의 발행과 대칭키의 암호화를 위해 사용하고, 대칭키 암호화 기법은 워터마크가 삽입된 디지털 이미지를 암호화 하는데 사용하며, 워터마킹 기법은 전송하고자 하는 디지털 이미지에 전자서명을 삽입하기 위해 사용한다. 제안한 방법의 장정은 전자서명이 별도의 파일로 첨부되는 기존의 전송방식과는 달리 암호화된 디지털 데이터와 전자서명이 동일한 파일 내에 존재하게 되는 것이다.
부인봉쇄 서명 기법에서 디지털 서명은 서명자의 동의하에서만 검증 및 부인이 가능하다. 회사 내에서 디지털 서명된 비밀문서가 경쟁 업체에 복제되어 전달되는 경우에, 해당 문서가 일반 서명기법으로 서명되면, 서명자의 동의 없이도 경쟁 업체에서 문서의 진위 여부를 검증할 수 있다. 서명자의 동의하에서만 비밀문서가 검증되기 원한다면, 부인봉쇄 서명 기법의 적용은 필수적이다. 전환 부인봉쇄 서명 기법은 일반 부인 봉쇄 서명 기능과 더불어 부인봉쇄 서명에서 일반 서명으로 필요에 따라서 전환할 수 있는 부가적인 특성을 제공한다. 더 이상 비밀 유지가 필요 없는 부인봉쇄 서명된 문서의 경우에 일반 서명으로 전환하여 공개할 수 있다. 본 연구에서는 El-Gamal 서명 기법에 기반 한 효율적인 다목적 전환 부인봉쇄 서명기법을 제안한다. 제안한 기법은 부인봉쇄 성질을 만족하며 부인봉쇄 서명을 일반 서명으로 전환할 수 있다. Boyar가 제안한 전환 부인봉쇄 서명 기법과 비교하여 공개키 및 서명 크기가 작으며, 서명 확인 프로토콜에서의 통신 단계 수를 줄였다.
부인봉쇄 서명 기법은 서명자의 동의 없이는 서명을 검증할 수 없는 기법이다. 일반 서명기법이 적용될 수 없는 많은 사회적 영역의 컴퓨터화에 사용될 수 있다. 본 연구에서는 여러 서명자를 필요로 하며 지정된 검증자에게만 다중 서명을 검증할 수 있도록 하는 부인봉쇄 다중서명 기법을 제안한다. 제안한 다중서명 기법은 부인봉쇄 성질을 만족하며 서명자에 의한 다중서명 부정 및 변조 공격에 대해서 안전하다. 또한 디지털콘텐츠 공동 저작권 보호를 위한 제안한 기법의 적용 방안에 대해서 살펴본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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