• 정보보호학회지
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• 제34권2호
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• pp.39-48
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• 2024

2022년 KpqC 공모전을 통해 국내에서 자체적인 양자 컴퓨터에 대한 내성을 갖는 양자 내성 암호 개발을 진행하고 있다. 2022년 16개의 알고리즘이 1라운드를 진행하여, 2023년 12월 1라운드를 통과한 8개의 알고리즘이 현재 2라운드를 진행하고 있다. 본 논문에서는 1라운드를 통과한 2라운드 후보 알고리즘에 대해서 소개하고 1라운드 이후 2라운드 후보 알고리즘의 최신 개발 동향에 대해서 소개한다.

• 정보보호학회지
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• 제34권2호
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• pp.29-38
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• 2024

양자컴퓨터의 급속한 발전으로 인해 현재 사용되는 암호화 알고리즘들은 위협에 직면해 있다. 이를 대비하여 양자컴퓨터로부터 안전한 양자내성암호 알고리즘을 개발하기 위해 미국 NIST에서는 양자내성암호 표준화 공모전을 개최하여 최근 4개의 표준화 알고리즘이 선정되었다. NIST는 다양성을 위해 다른 기반 문제를 갖는 알고리즘 선정을 위해서 현재 4라운드를 진행하고 있다. 하지만 4라운드 후보군 알고리즘은 모두 공개키 알고리즘이 선정되어 전자서명 알고리즘에 대한 후보군 알고리즘은 존재하지 않아 NIST는 2023년 PQC 전자서명 추가 공모전을 개최하였다. 따라서 본 논문에서는 NIST PQC 전자서명 추가 공모전에 대해 소개하고, 1라운드에 진출한 알고리즘의 특징과 최신 동향을 살펴본다.

• 정보보호학회지
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• 제33권4호
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• pp.103-109
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• 2023

암호기술 국제표준화는 각국의 국가표준기구들이 가입된 ISO/IEC의 JTC 1 산하 SC 27 내 WG(Working Group) 2에서 진행되고 있다. 현재 70여 편의 암호기술 표준이 제정되어 있으며, 최근에는 양자컴퓨터 위협에 대응하기 위한 양자내성 공개키암호와 전자서명, 데이터 보안에 활용할 수 있는 완전동형암호 및 다자간 안전계산의 표준화가 주를 이루고 있다, 본 고에서는 전체적인 표준화 현황을 간략하게 살펴보고, 최신 이슈가 되고 있는 표준화 현황에 관해 설명한다.

• 정보보호학회지
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• 제32권4호
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• pp.99-107
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• 2022

본 논문에서는 표준화 기구에서 개발되었거나 아직 개발 중인, 양자 컴퓨팅에 의한 공격에 대해 안전한 양자 내성 보안체계로의 전환을 위해 양자 키 분배 (Quantum Key Distribution - QKD) 기술을 암호키 교환에 활용하는 다양한 하이브리드 접근 방식 들을 살펴보았다. 이러한 방법들은 두 가지 이상의 서로 다른 키 교환 방법을 결합하는 '키 교환을 위한 하이브리드 접근 방식'들을 의미한다. 양자 키 분배(QKD) 네트워크에서 생성하는 대칭 키를 활용하여 다른 방식으로 생성된 암호키와의 다양한 방식의 결합을 통한 하이브리드 접근 방식의 호환성에 대해서 살펴보았고, 아울러 다양한 네트워크 계층의 보안 통신 프로토콜과 함께 QKD를 함께 사용할 수 있도록 하는 표준들을 함께 분석하였으며, 이러한 표준들에서 추가적으로 개발이 필요한 영역들을 함께 살펴보았다.

• 정보보호학회지
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• 제33권6호
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• pp.37-43
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• 2023

현재 사용되고 있는 RSA, ECC 등 비대칭키 암호알고리즘은 앞으로 나올 양자컴퓨터와 양자알고리즘의 빠른 계산 속도로 알고리즘의 비가역성이 깨질 수 있음이 알려졌다. 이는 공개키로부터 비밀키를 계산할 수 있음을 의미한다. 이를 극복하기 위해 미국 국립표준기술연구소 (NIST)는 최근에 양자 내성 암호 (PQC) 알고리즘 선정과 표준화 작업을 진행해 왔으며, 4차 라운드에 진입해 있다. PQC 알고리즘에 필요한 PQC 비밀키는 PQC 알고리즘이 구현된 칩 외부에서 주입하거나 칩 내부에서 자체 생성을 하여 사용하는데, 이 비밀키를 비휘발성 메모리 (NVM) 등에 저장한다. 만약 시스템의 보안 취약성으로 인해 비밀키가 노출된다면 아무리 PQC 알고리즘이 강력해도 전체 시스템이 무너진다. 즉, 알고리즘의 수학적 능력과 무관하게 해당 보안 시스템은 무력화되는 것이다. 본 논문에서는 물리적 복제 방지 기능 (PUF)을 사용하여PQC 비밀키를 안전하게 보호하고, 이를 기반으로 전체 시스템을 보호할 것을 제안한다. PQC 비밀키가 외부에서 주입되면 해당키는 NVM에 저장되기 전에 PUF 키로 암호화 될 수 있다. PUF 값에서 파생되는 PUF 키는 필요할 때 마다 다시 만들어서 사용이 가능하므로 메모리에 저장할 필요가 없으며, 따라서 외부 공격에 PUF 키가 노출 되지 않는다. 반도체 수동소자로 이루어지는 Via PUF 기술은 최악의 환경 변화에도 그 특성이 유지되는 가장 최적의 PUF 기능을 제공한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제33권5호
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• pp.709-719
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• 2023

최근 양자컴퓨터를 이용한 공격에 안전한 양자내성암호(Post-Quantum Cryptography, PQC)에 대한 연구 및 표준화가 국내외로 활발히 진행되고 있다. 2022년 국내 양자내성암호 표준화 공모인 KpqC 공모전이 시작되었고, 총 16종의 양자내성암호 표준 후보 알고리즘이 제출되어 1라운드 진행 중이다. 본 고에서는 KpqC 공모전 1라운드 후보인 격자 기반 키 캡슐화 알고리즘 TiGER에 대해 Alexander May의 Meet-LWE 공격을 적용하여 구체적인 공격 복잡도를 분석하였다. TiGER의 제안된 파라미터에 대해 Meet-LWE 공격을 적용한 계산 결과, 192-bit 양자 안전성을 목표로 제안된 TiGER192 파라미터가 실제로 170-bit의 classical 안전성을 가진다는 것을 보였다. 또한, 본 고에서는 Meet-LWE 공격에 대한 안전성을 높이기 위한 파라미터 설정 방법을 제언한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.73-83
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• 2018

미래의 양자 컴퓨팅 환경에 대응한 양자내성 암호 알고리즘의 연구 개발이 NIST를 비롯한 국내외 연구기관 및 기업들의 참여 하에 활발히 이루어지고 있다. 양자내성 암호 알고리즘으로는 다변수다항식-기반, 부호-기반, 격자-기반, 해시-기반, 그리고 아이소제니-기반 암호 알고리즘들이 연구되고 있다. 그 중에서 아이소제니-기반(isogeny-based) 암호 알고리즘은 가장 최근에 등장했으며 타원곡선 연산을 사용하고, 양자내성 암호 알고리즘들 중 가장 짧은 키 길이를 가지고 있어 주목받고 있다. 본 논문에서는 초특이 아이소제니 Diffie-Hellman (SIDH) 프로토콜을 저사양 모바일 환경에 적합하도록 파라미터를 선택하고 효율적으로 구현하였다. 파라미터로는 현재의 보안강도와 저사양 모바일 환경을 고려하여 523비트 소수 유한체 상에서 정의되는 초특이 타원곡선을 선택하였으며 그에 최적화된 아이소제니 계산 전략 트리를 생성하였다. 적용 SIDH 모듈은 32비트 환경에서 동작하도록 구현하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2018년도 추계학술발표대회
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• pp.204-207
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• 2018

IoT 기기 및 드론의 사용자 인증 및 기기 인증을 위해 RSA, ECDSA 등의 여러 전자서명 기법이 기본적으로 사용되고 있다. 그러나 양자 컴퓨터의 개발에 따라 Shor 알고리즘을 이용한 기존 암호 알고리즘의 공격이 가능해지고, 그에 따라 기존 암호 알고리즘의 보안성이 취약해지는 문제가 있다. 따라서 양자 내성 암호를 활용한 보안 체계의 필요성이 대두되고 있는 가운데, 본 논문에서는 양자 내성 암호인 다변수 이차식 기반의 전자서명 기법 중 Rainbow를 드론에 최적화하여 구현하기 위한 방안을 검토 및 분석하고자 한다. 그러나 기존의 Rainbow에서 사용하는 openssl 등의 오픈소스 암호 라이브러리는 PC에 맞춰 설계되었기 때문에 드론에서 난수를 생성할 때 적용이 어려운 점이 있다. 드론에는 각종 센서들이 내장되어 있으며, 센서 데이터들은 난수성을 보장하기에 용이하다. 따라서 드론의 각종 센서들을 시드로 활용하며, XOR 보정기를 통해 난수성을 해치지 않으면서 드론에서 난수를 생성할 수 있는 방안을 제안해 보고자 한다.

• 정보처리학회지
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• 제24권6호
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• pp.55-63
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• 2017

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 추계학술발표대회
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• pp.1189-1190
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• 2023

양자 컴퓨터가 발전함에 따라 RSA, ECC 등 기존 공개키 암호 알고리즘의 해독 가능성이 점점 커지고 있으며, 이러한 양자 위협에 대응하기 위해 양자 내성을 갖는 암호, 즉 PQC에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 국가·공공기관에서 도입하는 보안 제품에서 암호 기능을 사용시 검증필 암호 모듈 탑재가 필요하지만, 현재 NIST는 표준화 대상 알고리즘만 선정하였을 뿐 국내외 모두 표준화가 완료되지 않아 PQC는 KCMVP 검증대상 암호로 포함되어 있지 않다. 본 논문에서는 KCMVP(국내 암호 모듈 검증 체계)와 PQC의 최근 동향을 알아보고 KCMVP에 PQC알고리즘을 도입할 때의 고려 사항에 대해 분석한다.