• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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• 제28권6호
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• pp.1329-1342
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• 2018

Recent advances in quantum computer development have raised the issue of the security of RSA and elliptic curve cryptography, which are widely used. In response, the National Institute of Standards and Technology(NIST) is working on the standardization of public key cryptosystem which is secure in the quantum computing environment. Lattice-based cryptography is a typical post-quantum cryptography(PQC), and various lattice-based cryptographic schemes have been proposed for NIST's PQC standardization contest. Among them, EMBLEM proposed a new multi-bit encryption method which is more intuitive and efficient for encryption and decryption phases than the existing LWE-based encryption schemes. In this paper, we propose a multi-bit encryption scheme with improved efficiency using LWR assumption. In addition, we prove the security of our schemes and analyze the efficiency by comparing with EMBLEM and R.EMBLEM.

• Review of KIISC
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• 제30권3호
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• pp.5-10
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• 2020

본 논문에서는 특정 격자문제와 관련하여 고전계산 알고리즘에 비해 지수적으로 빠르게 문제를 해결하는 최신 양자계산 알고리즘들을 소개한다. 먼저 물리적, 전산학적 문제들을 대수적으로 정형화하는 숨은 부분군 문제의 개념을 소개하고, 양자계산 알고리즘이 효율적으로 해결하는 숨은 부분군 문제들을 통하여 기존 암호체계에 영향을 줄 수 있는 양자계산 알고리즘의 부류에 대해 알아본다. 아울러 격자문제와 관련이 있는 다항시간 양자계산 알고리즘의 연구에 대한 전반적인 성과를 정리하고, 격자문제에 기반한 post-quantum cryptography가 갖추어야 할 기본 요건에 관하여 논한다.

• KNOM Review
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• 제22권2호
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• pp.39-47
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• 2019

There are several big data-driven advanced research activities such as meteorological climate information, high energy physics, astronomy research, satellite information data, and genomic research data on KREONET. Since the performance degradation occurs in the environment with the existing network security equipment, methods for preventing the performance degradation on the high-performance research-only network and for high-speed research collaboration are being studied. In addition, the recent issue of quantum computers has been a threat to security using the existing encryption system. In this paper, we construct quantum cryptography-based communication network through environment construction and high-performance transmission test that build physical security through quantum cryptography-based communication network in end-to-end high-speed research network. The purpose of this study is to analyze the effect on network performance when performing physical encryption and to use it as basic data for constructing high-performance research collaboration network.

• Transactions on Semiconductor Engineering
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• 제1권1호
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• pp.1-8
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• 2023

This paper presents the design and implementation of Crystals-Kyber, a next-generation postquantum cryptography, as a hardware accelerator on an FPGA using High-Level Synthesis (HLS). We optimized the Crystals-Kyber algorithm using various directives provided by Vitis HLS, configured the AXI interface, and designed a hardware accelerator that can be implemented on an FPGA. Then, we used Vivado tool to design the IP block and implement it on the ZYNQ ZCU106 FPGA. Finally, the video was recorded and H.264 compressed with Python code in the PYNQ framework, and the video encryption and decryption were accelerated using Crystals-Kyber hardware accelerator implemented on the FPGA.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
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• pp.113-115
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• 2023

SMAUG는 2023년 한국형 양자내성암호 표준화 공모전인 KpqC의 공개키 부문의 1차 후보로 당선된 양자내성암호 알고리즘이다. SMAUG는 MLWE와 MLWR을 사용한 격자 기반 알고리즘으로, 비슷한 문제를 사용하는 CRYSTALS-Kyber에 비해 키 크기가 작다는 장점이 존재한다. 본 논문에서는 SMAUG를 ARMv8 프로세서 상에서 구현하였다. 곱셈 연산의 가장 최하위 모듈을 병렬 구현하여 연산 속도를 빠르게 하는데 집중하였다. 구현 결과 곱셈 알고리즘은 최대 24.62배, 암호 연산에 적용할 경우 최대 3.51배 성능 향상이 있었다.

• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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• 제33권5호
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• pp.709-719
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• 2023

Recently, Post-Quantum Cryptography (PQC), which is secure against attacks using quantum computers, has been actively studied. In 2022, the KpqC competition, a competition for domestic PQC standardization, was launched, and a total of 16 candidate algorithms were received, and the first round is underway. In this paper, we apply Alexander May's Meet-LWE attack to TiGER, a lattice-based key encapsulation mechanism that is a candidate for the first round of the KpqC competition, and analyze its concrete attack complexity. The computational results of applying the Meet-LWE attack to each of the proposed parameters of TiGER show that the proposed TiGER192 parameter, which targets 192-bit quantum security, actually achieves 170-bit classical security. In addition, we propose a parameter setting to increase the attack complexity against the Meet-LWE attack.

• Convergence Security Journal
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• 제24권2호
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• pp.71-78
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• 2024

As the rapid development of quantum computing compromises current public key encryption methods, the National Institute of Standards and Technology (NIST) in the United States has initiated the Post-Quantum Cryptography(PQC) project to develop new encryption standards that can withstand quantum computer attacks. This project involves reviewing and evaluating various cryptographic algorithms proposed by researchers worldwide. The initially selected quantum-resistant cryptographic algorithms were developed based on lattices and hash functions. Currently, algorithms offering diverse technical approaches, such as BIKE, Classic McEliece, and HQC, are under review in the fourth round. CRYSTALS-KYBER, CRYSTALS-Dilithium, FALCON, and SPHINCS+ were selected for standardization in the third round. In 2024, a final decision will be made regarding the algorithms selected in the fourth round and those currently under evaluation. Strengthening the security of public key cryptosystems in preparation for the quantum computing era is a crucial step expected to have a significant impact on protecting future digital communication systems from threats. This paper analyzes the security and efficiency of quantum-resistant cryptographic algorithms, presenting trends in this field.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 한국방송공학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.228-229
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• 2014

양자 키 분배는 안정한 통신을 위해 고안된 암호 체계이다. 양자 키 분배의 후처리 과정 중 정보 보정은 두 적법한 사용자 간의 연관 관계가 있는 정보를 일치시키는 과정이다. 고전 오류 정정 과정과 비슷하며 이 과정을 위해 추가 정보를 주고받기 때문에 도청자에게 일정량의 정보가 노출된다. 따라서 정보 보정 프로토콜에서 노출된 정보량은 프로토콜의 성능을 결정하는 중요한 요인이 된다. 본 논문에서는 Winnow 프로토콜과 LDPC 부호를 이용한 프로토콜을 노출된 정보량과 평균 통신 횟수 측면에서 비교한다. 그 결과로 Winnow 프로토콜에 비해 LDPC 부호를 이용한 프로토콜이 현재 양자 키 분배 시스템에서 더 좋은 기술이 될 수 있음을 보인다. 또한 LDPC 부호를 이용한 프로토콜이 가지는 단점을 극복할 수 있는 향후 연구 방향을 제시한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 한국정보처리학회 2021년도 추계학술발표대회
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• pp.293-296
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• 2021

텍스트 형식의 암호는 가용성이 높고 비용이 저렴한 장점으로 인해 가장 널리 사용되는 방식이다. 사용자는 암호를 알고 있어야 하므로 기억하기 쉬워야하므로 대부분의 암호는 편향되어 규칙성을 보인다. 암호 크래킹의 대부분은 이러한 규칙을 기반으로 수행된다. 최근에는 GAN, RNN, LSTM의 딥러닝 모델을 사용하여 암호 크래킹 연구에 적용되고 있으며 또한 다가오는 양자 컴퓨터 시대에서는 Grover의 알고리즘을 사용과 편향된 암호의 특성을 기반으로 사용자 암호에 대한 위협이 될 수 있다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• 제30권2호
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• pp.22-31
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• 2015

양자시스템을 모사하기 위한 양자컴퓨터의 가능성이 논의된 이후 약 30년이 지난 현재, 물리학 실험실에만 국한했던 양자역학은 정보이론, 보안, 통신, 컴퓨팅 등 기존 정보통신분야와의 결합을 통해 응용 가능성을 보여주는 연구가 진행되었고 통신분야에서는 절대 보안성을 가진 양자키 분배 시스템을 사용한 암호통신장비가 판매되고 있는 등 가시적 성과를 내고 있다. 또한, 컴퓨팅분야에서는 이온포획, 초전도, 스핀트로닉스 등 여러 가지 물리현상을 이용한 큐빗의 가능성을 보여주고 있으며 양자컴퓨팅 알고리즘 및 적용분야에 대한 연구가 진행 중이어서 멀지 않은 장래에 고전 컴퓨터보다 적어도 다항식적 속도향상을 갖는 양자컴퓨터가 등장할 전망이다. 본고에서는 선진국에서 진행되고 있는 양자통신 및 양자컴퓨팅 관련한 기술개발 동향을 소개하고자 한다.