• Review of KIISC
• /
• v.31 no.1
• /
• pp.57-64
• /
• 2021

기존의 공개키 암호가 양자 알고리즘에 취약함이 밝혀지고 양자컴퓨터의 개발이 현실화됨에 따라 NIST는 미연방표준 양자 내성 암호 공모전을 실시하고 있다. FALCON은 공모전 Round 3까지 통과한 전자서명 알고리즘으로 서명 및 검증 속도가 빠르고 공개키 및 서명 길이가 짧다는 장점이 있다. 하지만 FALCON은 부동소수점 연산 등 특별한 구조로 설계되어 새로운 형태의 부채널 공격이 존재할 수 있다. 본 논문에서는 FALCON에 대한 세 가지 전력 분석 공격의 가능성을 제시한다. 또한 주어진 공격을 활용하여 개인키를 복원하는 방안에 대해서 제시한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
• /
• 2020.05a
• /
• pp.123-126
• /
• 2020

IoT(Internet of Things) 시대가 활성화되면서 개인정보를 포함한 많은 정보들이 IoT 디바이스들을 통해 전달되고 있다. 정보보호를 위해 암호화하여 통신하는 것이 중요하며 성능의 제한으로 인해 경량 보안 프로토콜 사용이 요구된다. 현재 많은 암호 시스템들은 인수분해 그리고 이산대수의 어려움에 기반하고 있다. 하지만 양자 알고리즘이 실현 가능한 양자 컴퓨터가 개발된다면 앞선 문제들을 쉽게 해결할 수 있다. 이에 본 논문에서는 양자내성암호 중 코드기반암호를 사용한 경량 보안프로토콜을 제안한다. 기존 프로토콜과 비교 분석해보고 안전성 분석 또한 실시하였다.

• Review of KIISC
• /
• v.30 no.5
• /
• pp.111-119
• /
• 2020

동형암호(homomorphic encryption)는 암호화된 데이터 사이에서 임의의 연산을 가능하게 하는 유망한 암호학적 스킴(scheme)이다. 이를 활용하면 암호화된 데이터를 복호화하지 않고, 암호화된 상태에서 임의의 연산을 수행 할 수 있을 뿐만아니라, 격자를 기반(lattice-based)으로 하여 양자 알고리즘에 내성(resistant)이 있어 안전하다. 하지만, 동형암호를 이해하기 위해서는 전문적인 암호 또는 계산적인 이론의 지식과 이해가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 완전동형암호(fully homomorphic encryption)의 기저에 있는 LWE(learning with error) 문제에서부터 완전동형암호의 핵심인 NAND 게이트와 부트스트래핑(bootstrapping)까지의 과정을 어렵지 않게 설명하여 초보자들의 이해를 돕고자 한다.

• Review of KIISC
• /
• v.33 no.3
• /
• pp.85-96
• /
• 2023

LWE-like 암호는 지난 몇 년간 표준화 선정 대상 유력 후보로 주목받았다. 실제로 NIST가 선정한 양자내성암호 표준화 진행 대상 4종 중 2종이 LWE 기반 암호인만큼, LWE-like 암호는 많은 중요성을 가지고 있으며 이에 따라 LWE-like 암호에 대한 부채널 분석/대응 기술 연구가 활발히 진행되었다. 특히 전력/전자파를 이용한 분석과 이에 대한 마스킹 대응기법 연구가 많은 결실을 맺었다. 따라서 본 논문은 LWE-like KEM/전자서명에 대한 부채널 대응기술 중 마스킹 기법 동향을 서술한다. LWE-like KEM에 대한 1차 및 고차 마스킹 기법 연구 동향을 정리하고, LWE-like 전자서명에 대한 고차 마스킹 기법 동향을 정리한다.

• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
• /
• v.31 no.3
• /
• pp.463-471
• /
• 2021

Since 2016, National Institute of Standards and Technology (NIST) has been conducting a post quantum cryptography standardization project in preparation for a quantum computing environment. Three rounds are currently in progress, and most of the candidates (5/7) are lattice-based. Lattice-based post quantum cryptography is evaluated to be applicable even in an embedded environment where resources are limited by providing efficient operation processing and appropriate key length. Among them, SABER KEM provides the efficient modulus and Toom-Cook to process polynomial multiplication with computation-intensive tasks. In this paper, we present the optimized implementation of evaluation and interpolation in Toom-Cook algorithm of SABER utilizing ARM/NEON in ARMv8-A platform. In the evaluation process, we propose an efficient interleaving method of ARM/NEON, and in the interpolation process, we introduce an optimized implementation methodology applicable in various embedded environments. As a result, the proposed implementation achieved 3.5 times faster performance in the evaluation process and 5 times faster in the interpolation process than the previous reference implementation.

• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
• /
• v.31 no.6
• /
• pp.1149-1156
• /
• 2021

The Grover algorithm, which accelerates the brute force attack, is applicable to key recovery of symmetric key cryptography, and NIST uses the Grover attack cost for symmetric key cryptography to estimate the post-quantum security strength. In this paper, we estimate the attack cost of Grover's algorithm by implementing DES as a quantum circuit. NIST estimates the post-quantum security strength based on the attack cost of AES for symmetric key cryptography using 128, 192, and 256-bit keys. The estimated attack cost for DES can be analyzed to see how resistant DES is to attacks from quantum computers. Currently, since there is no post-quantum security index for symmetric key ciphers using 64-bit keys, the Grover attack cost for DES using 64-bit keys estimated in this paper can be used as a standard. ProjectQ, a quantum programming tool, was used to analyze the suitability and attack cost of the quantum circuit implementation of the proposed DES.

• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
• /
• v.33 no.1
• /
• pp.75-86
• /
• 2023

Public key cryptography algorithm such as RSA and ECC, which are commonly used in current financial transaction services, can no longer guarantee security when quantum computers are realized. Therefore it is necessary to convert existing legacy algorithms to Post-Quantum Cryptography, but it is expected that will take a considerable amount of time to replace them. Hence, it is necessary to study a hybrid method combining the two algorithms in order to prepare the forthcoming transition period. In this paper we propose a hybrid session key exchange protocol that generates a session key by combining the legacy algorithm ECDH and the Post-Quantum Cryptographic algorithm NTRU. We tried the methods that proposed by the IETF for TLS 1.3 based hybrid key exchange, and as a result, it is expected that the security can be enhanced by applying the protocol proposed in this paper to the existing financial transaction session protection solution.

• Review of KIISC
• /
• v.33 no.1
• /
• pp.13-21
• /
• 2023

NIST는 2022년 양자내성암호 표준화 진행 대상 알고리즘으로 KEM 1종(CRYSTALS-Kyber), 전자서명3종(CRYSTALS-Dilithium, FALCON, SPHINCS+)을 발표하였고, 추가로 KEM 4종(Classic McEliece, HQC, BIKE, SIKE)에 대한 Round 4 진행을 공표하였다. Round 3와 마찬가지로 Round 4에서도 부채널 분석 및 오류 주입에 대한 안전성은 알고리즘 선정에 있어 중요 평가 사항 중 하나이다. 따라서 해당 암호 알고리즘에 대한 새로운 부채널 분석기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문은 Round 4의 암호 알고리즘 중 코드 기반 알고리즘 3종(Classic McEliece, HQC, BIKE)에 대한 부채널 분석 방법론의 동향을 파악하고 향후 연구 방향을 제시한다.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
• /
• v.16 no.4
• /
• pp.683-688
• /
• 2021

Digital signature algorithms such as RSA and ECDSA are threatened by the development of quantum computer technology, which is attracting attention as a future technology. Alternatively, various post-quantum algorithms such as grid-based, multivariate-based, code-based, and hash-based are being studied. Among them, the hash-based is a fast and quantitative security level that can be calculated and its safety has been proven. So it is receiving a lot of attention. In this paper, we examine various hash-based digital signature algorithms that have been proposed so far, and analyze their features and their strengths and weaknesses. In addition, we emphasize the importance of reducing the size of the signature in order for the hash-based signature algorithm to be practically used.

• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
• /
• v.29 no.4
• /
• pp.697-708
• /
• 2019

In this paper, we propose and implement a method to optimize Rainbow for 8 bit MCU(Microcontroller Unit). As quantum computers have been developed, the security of existing cryptography, especially the signature algorithms, has been threatened, so it is necessary to apply a signature scheme with a quantum-resistance to IoT devices. Currently, the proposed PQC(Post Quantum Cryptography) are lattice-based, hash-based, code-based, and MQ(Multivariate Quadratic)-based cryptographic algorithms and signature schemes. In particular, MQ-based signature schemes are faster than conventional signature schemes and are suitable for IoT devices Do. However, it is difficult to apply 8-bit MCU, which has a large key length and large number of computations, to the memory and performance of IoT devices. In this paper, we propose a method of storing Rainbow, which is a MQ-based signing scheme, in 8-bit MCU by dividing the key and optimizing the computation method. By reducing the memory consumption and improving the algorithm speedily, Compare performance.