• Journal of Industrial Convergence
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• v.21 no.8
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• pp.51-58
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• 2023

Blockchains have recently struggled to design for the ideal distributed trust networks by solving scalability trilemma. However, local conflicts between some countries lead to imbalance on energy distribution. Besides, blockchain networks (e.g., Bitcoin) currently consume enormous energy for transaction and mining. The existing data volume based trust model evaluated an increasing blockchain size better than Lubin's trust model in scalability trilemma. In this paper, we propose a scalability based energy model to evaluate sustainability for blockchain networks, considering energy consumption for transaction, time duration, and the blockchain size of growing blockchain networks. Through the rigorous numerical analysis, we compare the proposed scalability based energy model with the existing model for the satisfaction and optimal blockchain size. Thus, the scalability based energy model will provide an assessment tool to choose the proper blockchain networks to solve scalability trilemma problem and prove sustainability.

• Journal of Convergence for Information Technology
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• v.10 no.10
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• pp.65-70
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• 2020

With the appearance of Bitcoin that builds peer-to-peer networks for transaction of digital content and issuance of cryptocurrency, lots of blockchain networks have been developed to improve transaction performance. Recently, Joseph Lubin discussed Decentralization Transaction per Second (DTPS) against alleviating the value of biased TPS. However, this Lubin's trust model did not enough consider a security issue in scalability trilemma. Accordingly, we proposed a trust metric based on blockchain size, stale block rate, and average block size, using a sigmoid function and convex optimization. Via numerical analysis, we presented the optimal blockchain size of popular blockchain networks and then compared the proposed trust metric with the Lubin's trust model. Besides, Bitcoin based blockchain networks such as Litecoin were superior to Ethereum for trust satisfaction and data volume.

• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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• v.30 no.1
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• pp.87-100
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• 2020

Researches on Post-quantum blockchain, which is a synthesis of blockchain and post-quantum cryptography[1], are relatively unrevealed areas but have needs to be studied with the regard to the quantum computers. However there could be several fundamental problems, e.g. unsustainably large size of public key and signature, or too lengthy time for sign and verification, if any post-quantum cryptography is adopted to the existing blockchain to implement post-quantum blockchain. Thus, a new method was proposed in this paper that produces fixed length of references for massive signatures and corresponding public keys to enable relatively lightweight transactions. This paper proposed the mechanism that included a new transaction structure and protocols, and demonstrated a post-quantum blockchain that the proposed mechanism was adopted. Through this research, it could enhance compatibility of blockchain regarding post-quantum digital signature, possibly reducing weights of the whole blockchain.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2019.05a
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• pp.299-301
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• 2019

블록체인 기술이 발전함에 따라 블록체인을 기반으로 하는 웹 서비스가 기획되고자 할 때, 데이터 저장에 대해서 무결성과 기밀성 유지, 데이터의 크기 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 서비스에 내에서 사용되는 다양한 데이터의 각 특성에 따라 저장소를 선택하여야 한다. 블록체인 기반 웹 서비스의 유형을 분류하고, 서비스에서 사용되는 데이터를 분류할 수 있도록 데이터 분류 체계도와 그 과정에 대해 제안한다. 이를 통해 블록체인 기반 웹 서비스에서 블록체인과 외부 저장소 혼용의 효율 상승을 기대한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2023.11a
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• pp.252-256
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• 2023

쇼어 알고리즘을 실행할 수 있는 양자 컴퓨터의 발전으로 인해 기존 ECC(Elliptic Curve Cryptography)를 사용하던 블록체인이 PQC(Post Quantum Cryptography)로의 전환을 고려하고 있다. 하지만 PQC 는 기존 암호에 비해 큰 사이즈, 느린 서명/검증 속도 등과 같은 문제점이 존재한다. 본 논문에서는 우리가 WISA'23 에서 새롭게 제안한 PQ-DPoL 합의 알고리즘에 NIST(National Institute of Standards and Technology)가 선정한 Crystal-Dilithium, Falcon 그리고 Sphincs+를 적용하여 비교 분석하였다. 실험 결과에 따르면, 매우 큰 서명 크기를 가지고 있기 때문에 블록에 담기는 트랜잭션의 수가 감소하므로 Sphincs+의 성능이 가장 떨어짐을 확인하였다. 또한 Dilithium 은 Falcon 과 비슷한 성능을 보여주었다. 그 중에서도 Falcon 이 가장 우수한 성능을 보여주었다. 이는 Falcon 의 공개키와 서명의 크기가 다른 알고리즘에 비해 작기 때문이다. 따라서 양자내성을 갖는 블록체인에는 Falcon 512 알고리즘이 가장 적합할 것으로 생각된다. 그러나 블록체인의 속도와 보안 강도는 Trade-off 관계이므로 보안성을 중요시하는 블록체인 네트워크에서는 Sphincs+가 적합할 수 있을 것으로 보인다. 따라서 블록체인 네트워크의 상황과 목적에 따라 적절한 알고리즘을 사용해야 될 것으로 생각된다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2023.11a
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• pp.257-259
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• 2023

양자 컴퓨터의 발전과 쇼어 알고리즘을 통한 ECC(Eliptic Curve Cryptography)에 대한 다항 시간의 솔루션을 제공함으로써 블록체인의 안정성이 위협받고 있다. 본 논문에서는 Round-Robin을 기반으로 하는 알고리즘을 제안함으로써 블록 생성에 대한 공정성을 제공하며 양자 내성 전자 서명인 CRYSTALS-DIlithium을 적용함으로써 근미래에 다가올 양자 위험성에 대비하였다. TPS 측면에서는 DIlithium의 큰 키 크기와 큰 서명 크기에 의해 ECDSA에 비해 낮은 성능을 보여주었지만, Latency 측면에서는 더욱 높은 성능을 보여주며, 이는 실시간성이 중요한 IoT와 같은 분야에서 더욱 높은 효용성을 보여줌을 알 수 있다.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.26 no.12
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• pp.159-168
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• 2021

Building Information Modeling (BIM) data is a digitized construction design by worldwide construction design stands rules. Some research are being conducted to utilize blockchain for safe sharing and trade of BIM data, but there is no way to store BIM data directly in the blockchain due to the size of BIM data and technical limitation of the blockchain. In this paper, we propose a method of storing BIM data by combining a distributed file system and a blockchain. We propose two network overlays for storing BIM data, and we also propose generating the Level of Detail (LOD)-based merkle tree for efficient verification of BIM data. In addition, this paper proposes a system design for distributed storage of BIM data by using blockchain besu client and IPFS client. Our system design has a result that the processing speed stably increased despite the increase in data size.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2021.05a
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• pp.78-81
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• 2021

스마트 더스트 IoT 환경은 먼지처럼 작은 크기, 대량 살포, 낮은 연산 능력을 특징으로 가지는 기기들이 서로 통신하는 IoT 시스템 중 하나이다. 이러한 스마트 더스트 IoT 환경은 상기의 특성으로 인해 데이터 위·변조와 같은 데이터 신뢰성을 위해 일반적인(순수한) 블록체인을 사용하기 어렵다. 따라서 본 연구팀은 이전 연구를 통해 스마트 더스트 IoT 환경에 적합한 경량화된 블록체인을 연구·개발했다. 하지만 이전 연구는 스마트 더스트 IoT 환경의 동적인 물리적 연결을 배제한 체 스마트 더스트 IoT 의 기기적 특성만이 고려되었다. 본 논문에서는 스마트 더스트 IoT 환경의 동적인 물리적 연결을 고려하여 스마트 더스트 IoT 환경에의 물리적 네트워크와 논리적 네트워크를 통합하는 설계를 제안한다.

• Journal of Digital Convergence
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• v.19 no.6
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• pp.233-238
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• 2021

Recently, blockchain technology accumulates and stores all transactions. Therefore, in order to verify the contents of all transactions, the data itself is compressed, but the scalability is limited. In addition, since a separate verification algorithm is used for each type of transaction, the verification burden increases as the size of the transaction increases. Existing blockchain cannot participate in the network because it does not become a block sink by using a server with a low specification. Due to this problem, as the time passes, the data size of the blockchain network becomes larger and it becomes impossible to participate in the network except for users with abundant resources. Therefore, in this paper, we are improved transaction as studied the zero knowledge proof algorithm for general operation verification. In this system, the design of zero-knowledge circuit generator capable of general operation verification and optimization of verifier and prover were also conducted.

• Advanced Industrial SCIence
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• v.3 no.1
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• pp.30-36
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• 2024

Recently, the Internet of Things (IoT), which has been applied to various industrial fields, is constantly evolving in the process of automation and digitization. However, in the network where IoT devices are built, research on IoT critical information-related data sharing, personal information protection, and data integrity among intermediate nodes is still being actively studied. In this study, we propose a blockchain-based IoT critical information management technique that is easy to implement without burdening the intermediate node in the network environment where IoT is built. The proposed technique allocates a random value of a random size to the IoT critical information arriving at the intermediate node and manages it to become a decentralized P2P blockchain. In addition, the proposed technique makes it easier to manage IoT critical data by creating licenses such as time limit and device limitation according to the weight condition of IoT critical information. Performance evaluation and proposed techniques have improved delay time and processing time by 7.6% and 10.1% on average compared to existing techniques.