• Review of KIISC
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• v.33 no.2
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• pp.49-56
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• 2023

양자 컴퓨터의 기술이 발전됨에 따라 Shor 알고리즘과 Grover 알고리즘을 통해 기존의 공개키, 대칭키 및 해시 암호체계에 위협을 줄 수 있다. RSA 및 ECC 암호체계는 Shor 알고리즘에 의해 다항시간 내에 해독이 가능해진다. 이러한 보안위협의 증가로 양자내성의 성질을 지닌 양자내성암호가 주목받고 있으며 양자내성 전자서명을 블록체인의 전자서명에 적용하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 양자내성암호를 블록체인의 전자서명에 적용하는 연구동향에 대해 설명한다.

• Review of KIISC
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• v.33 no.1
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• pp.23-30
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• 2023

Peter Shor의 양자 컴퓨터를 이용하여 다항식 시간 안에 인수분해 문제를 해결할 수 있는 알고리즘이 제안됨에 따라, 다양한 수학적 난제를 기반으로 한 새로운 양자내성암호에 대한 연구가 진행되었다. 현재 가장 많이 연구되고 있으며 유망한 양자내성암호는 격자 기반 암호이고, 격자 기반 암호의 안전성을 입증하기 위해 격자 암호 분석 알고리즘들 또한 함께 연구되고 있다. 본 논문에서는 격자 암호 분석 알고리즘 및 양자 탐색 알고리즘을 적용한 격자 암호양자 분석 기술들에 대해서 설명한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2019.05a
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• pp.129-132
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• 2019

현재 양자컴퓨터 개발에 대한 전폭적인 연구가 이루어지고 있다. 지금의 양자컴퓨터의 개발수준은 기존 암호 시스템에 위협이 될 정도는 아니지만, 가까운 미래에 다가올 양자컴퓨터 시대에 대한 양자내성암호가 필요한 상황이다. 이에 양자내성암호 표준화를 위해 미국 NIST는 공모전을 열었고, 본 논문에서는 양자컴퓨터 개발현황과 NIST(National Institute of Standards and Technology) 양자내성암호 공모전의 암호알고리즘 설명과 동향을 살펴보고자 한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2023.05a
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• pp.197-199
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• 2023

양자 키 분배는 물리적 안전성에 기반을 두어 지속가능한 보안성을 제공한다. 양자내성암호는 양자 컴퓨터로 풀이가 어려운 문제에 기반을 둔 공개키 암호이다. 양자 키 분배 네트워크를 구성하여 안전한 통신을 구현하기 위해서는 키 조합 혹은 인증 단에서 양자내성암호의 적용이 필요하다. 본 논문에서는 양자 키 분배 네트워크의 해결 과제를 살펴보고, 이를 극복하기 위한 연구와 표준화 동향에 대해 살펴본다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2024.01a
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• pp.427-430
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• 2024

본 논문에서는 그리드 컴퓨팅에서의 안전한 통신을 위한 양자내성암호 기반 사용자 인증 및 키 교환 프로토콜을 구현하고 성능을 측정한다. 디지털 서명을 통해 사용자를 검증하고 암호키를 교환하여 신뢰할 수 있는 사용자들만이 그리드 컴퓨팅에 참여할 수 있도록 한다. 사용자 인증과 키 교환 과정에 NIST 선정 표준양자내성암호인 ML-DSA와 ML-KEM을 적용하여 양자컴퓨터를 이용한 공격에도 안전할 것으로 기대된다. 본 논문에서는 양자내성암호를 적용한 프로토콜이 기존의 현대암호 기반 전자서명이나 키 교환 과정에 비해 양자내성과 동시에 준수한 사용성을 지녔음을 보인다. 이를 통해 그리드 컴퓨팅의 시스템의 P2P 특성에서 기인하는 보안 문제를 해결하고, 기존에 주로 내부망이나 실시간 스트리밍 서비스에서 활용되던 그리드 컴퓨팅의 인터넷 환경으로의 확장 가능성을 제시한다.

• Review of KIISC
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• v.30 no.6
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• pp.117-123
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• 2020

NIST에서는 앞으로 다가올 사물인터넷 환경과 양자 컴퓨터 시대를 대비하기 위해 2019년부터 경량암호 표준화 공모전을 그리고 2017년부터 양자내성암호 표준화 공모전을 각각 진행해 오고 있다. 경량암호 표준화 공모전은 경량 블록암호 운영 모드를 통해 저전력 사물인터넷 환경 상에서 높은 가용성을 만족하는 암호 개발을 그리고 양자내성암호 표준화 공모전은 양자컴퓨터 상에서의 양자알고리즘으로부터 안전한 공개키 암호 개발을 각각 목표로 하고 있다. 본 고에서는 차세대 암호의 표준화에 큰 영향을 미치게 될 NIST 경량암호 그리고 양자내성암호 표준화 공모전 동향을 상세히 확인해 보도록 한다.

• Review of KIISC
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• v.34 no.2
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• pp.13-19
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• 2024

양자내성암호는 기존 공개키 암호 스킴과 비교하여 일반적으로 많은 연산량과 높은 메모리 사용량을 요구한다. 양자내성암호 마이그레이션을 위한 최적화 연구들이 활발하게 이루어지고 있다. PQM4 프로젝트를 시작으로 하여, ARM 환경에서 다양한 연구 결과들이 존재하지만, 저사양 장치에서의 연구 결과는 미진하다. 따라서, 본 논문에서는 현재까지 격자 기반암호의 최적화 연구를 리소스 자원이 제한된 저사양 장치 관점으로 살펴본다.

• Review of KIISC
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• v.33 no.3
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• pp.39-47
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• 2023

양자컴퓨팅 기술이 발전함에 따라, 양자컴퓨터를 이용한 공격에도 안전한 암호인 양자내성암호(Post-Quantum Cryptography, PQC) 기술의 중요성이 대두되고 있다. NIST에서는 2016년부터 시작된 표준화 공모 1,2,3 라운드를 통해 2022년 공개키 암호 및 Key-establishment, 전자서명 분야의 양자내성암호 표준을 선정한 바 있으며, 현재는 4 라운드와 전자서명 분야 추가 선정 공모를 진행 중이다. 이러한 배경에서 2022년 국내에서도 양자내성암호 알고리즘 표준화 공모인 KpqC 공모전 1라운드를 시작하였고, 공개키 암호 및 Key-establishment 7종, 전자서명 9종의 알고리즘이 표준 후보로 제출되었다. 본고에서는 KpqC 공모전 1 라운드 공개키 암호 및 Key-establishment 알고리즘 중 격자 기반 공개키 암호/KEM(Key Encapsulation Mechanism) 알고리즘 3종 NTRU+, SMAUG, TiGER에 대해 분석 및 소개한다. 각 알고리즘의 기반 문제, 설계 방식, 특징, 안전성 분석 방식 등을 분석하고, 구현성능을 비교 분석한다.

• Review of KIISC
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• v.31 no.1
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• pp.41-49
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• 2021

NIST(National Institute of Standards and Technology) 양자 내성 암호 표준화 사업이 3차 라운드에 접어들면서, 3라운드 후보자에 대한 실제 구현 결과 및 관심이 꾸준히 증가하고 있다. 3라운드 후보자 중 대부분(5/7)은 격자 기반 암호이며, 격자 기반 암호는 다른 기반의 양자 내성 암호보다 효율적인 연산 처리로 인해 제약적인 리소스를 가진 임베디드 환경에서도 적용이 가능한 장점이 존재한다. 그러나 특히 임베디드 환경에서는 암호 알고리즘이 동작 시 발생하는 추가적인 정보(전력, 전자파, 시간차, 오류주입 등)를 이용한 부채널 공격에 취약하다. 실제 다수의 연구가 양자 내성 암호의 부채널 공격에 대한 가능성을 제시하고 있다. 여전히 부채널 공격은 양자 내성 암호를 표준화하기 위해 상당한 장애물이며, 이에 대응하기 위해서는 구현 시 부채널 대응 기법이 적용되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 NIST PQC 3라운드 격자 기반 암호의 부채널 대응 방안에 대한 최신 동향을 분석한다, 또한 향후, NIST PQC 3라운드 격자 기반 암호의 연구 전망을 논의한다.

• Review of KIISC
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• v.33 no.3
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• pp.73-83
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• 2023

미국 국립표준기술연구소에서는 양자 컴퓨터가 가져올 현대 암호 체계 붕괴에 대비하여 양자내성암호 표준화 공모전을 개최하였고, 공개키 암호화 알고리즘 1종, 전자서명 알고리즘 3종을 표준으로 선정하였다. 이어서 국내에서도 국내 표준양자내성암호 도입을 위한 시도가 시작되었다. KpqC 공모전은 국산 양자내성암호 알고리즘 표준화를 선정하기 위한 공모전으로, 현재 Round 1을 진행 중에 있다. 본 고에서는 KpqC 암호 알고리즘들의 암호 구현 효율성 관점에서 비교 분석한다. 이와 더불어 NIST에서 선정한 표준 알고리즘들과 실제 활용 사례를 확인해 보며 추후 표준화가 될 KpqC 암호 알고리즘들의 운영 방안에 대해 알아보도록 한다.