• Convergence Security Journal
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• v.21 no.1
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• pp.3-7
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• 2021

In quantum cryptographic communication based on quantum mechanics, each piece of information is loaded onto individual photons and transmitted. Therefore, it is impossible to eavesdrop on only a part, and even if an intruder illegally intercepts a photon and retransmits it to the recipient, it is impossible to send the same information to the photon by the principle of quantum duplication impossible. With the explosive increase of various network-based services, the security of the service is required to be guaranteed, and the establishment of a quantum cryptographic communication network and related services are being promoted in various forms. However, apart from the development of Quantum Key Distribution (QKD) technology, a lot of research is needed on how to provide network-level services using this. In this paper, based on the quantum encryption device, we propose an integrated data structure for transferring quantum keys between various quantum encryption communication network devices and realizing an encrypted transmission environment.

• Journal of Satellite, Information and Communications
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• v.9 no.4
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• pp.7-12
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• 2014

Quantum cryptography is one of the most feasible fields using quantum mechanics. Therefore, quantum cryptography has consistently been researched, and a variety of cryptographic exchange method has been developed, such as BB84, etc. This paper explains a basic concept of quantum communications and quantum key distribution systems using quantum mechanics. Also, it introduces a reason of the development of quantum cryptography and attack scenarios which threaten the security of QKD. Finally, the experiment of this paper simulates quantum key attack by estimating qubit phases through a modeled quantum channel, and discusses needs of post-processing methods for overcoming eavesdropping.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2021.11a
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• pp.243-246
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• 2021

양자 알고리즘이 수행 가능한 양자 컴퓨터는 기존 암호 시스템의 보안성을 낮추거나 깨뜨릴 수 있다. 이에 양자 컴퓨터의 공격 관점에서 기존 암호 시스템의 보안성을 재평가하는 연구들이 활발히 수행되고 있다. NIST는 대칭키 암호 시스템에 대한 양자 후 보안 강도에 평가에 Grover 알고리즘의 적용 비용을 채택하고 있다. Grover 알고리즘이 대칭키 암호 시스템의 보안성을 절반으로 줄일 수 있는 시점에서 중요한 건 공격 비용이다. 본 논문에서는 경량블록암호 SPECK 양자 회로 최적화 구현을 제시한다. ARX 구조의 SPECK에 대해 최적의 양자 덧셈기를 채택하고 병렬 덧셈을 수행한다. 그 결과, 최신 구현물과 비교하여 depth 측면에서 56%의 성능향상을 제공한다. 최종적으로, 제시하는 SPECK 양자 회로를 기반으로 Grover 알고리즘 적용 비용을 추정하고 양자 후 보안 강도를 평가한다.

• 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.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2021.05a
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• pp.167-170
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• 2021

현재, 주요 선진국들을 포함하여 Google과 IBM과 같은 국제 대기업들을 필두로 양자 컴퓨터 개발에 전폭적인 투자들을 하고 있다. 양자 컴퓨터는 특정 분야에 있어 월등한 계산 능력을 보여주며, 기존 컴퓨터에서는 해결할 수 없던 몇몇 문제들을 빠른 시간 내에 해결한다. 이러한 양자 컴퓨터의 등장은 기존 컴퓨터에서는 사실상 풀 수 없는 암호 알고리즘들을 빠른 시간 내에 해결하여 암호학계에 큰 위협이 되고 있다. 현재 사용하고 있는 대부분의 공개키 암호 알고리즘인 RSA와 ECC(Elliptic Curve Cryptography) 또한 공격 대상이다. NIST에서는 다가오는 양자 컴퓨터 시대에 대비하여 양자내성암호 공모전을 주최하였으며 현재 라운드 3에 도입하였다. 본 논문에서는 라운드 3의 후보 알고리즘인 코드기반암호를 공격하는 ISD(Information Set Decoding) 알고리즘에 관한 동향을 조사하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2021.11a
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• pp.592-595
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• 2021

양자 알고리즘인 그루버나 쇼어 알고리즘에 의해 현존하는 암호 체계들이 무너질 수 있으며, 블록체인 네트워크를 기반으로 타원곡선 암호 및 타원곡선 전자서명을 사용하는 암호화폐의 안전성 또한 위협받고 있다. 따라서 암호화폐에도 양자 컴퓨터에 대한 대응책이 필요하다. 본 논문에서는 시계열 예측에 적합한 순환형 신경망을 활용하여 양자 저항성을 가지는 암호화폐들의 가격을 예측하고 분석한다. 데이터가 부족하였으나 학습 결과 0.005 이하의 손실을 달성하였으며, 최근 15일의 데이터를 통해 예측한 결과, 모두 소폭 상승할 것으로 나타났다. 향후에는 더 많은 데이터를 통해 더 정확한 예측이 가능한 신경망을 설계하고 다양한 양자 관련 이슈들을 참고하여 분석을 수행하고자 한다.

• Review of KIISC
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• v.31 no.6
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• pp.13-18
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• 2021

본 고에서는 최근 급격히 발전하고 있는 양자컴퓨터와 이를 이용한 암호분석의 최신 동향에 대해 확인해 보도록 한다. 특히 양자컴퓨터를 이용한 블록암호에 대한 대표적인 공격 기법인 Grover 알고리즘과 최근에 연구가 진행되고 있는 양자인공지능을 활용한 암호 공격에 확인해 보도록 한다.

• Review of KIISC
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• v.31 no.4
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• pp.23-27
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• 2021

본 논문에서는 국제전기통신연합(ITU)의 정보통신기술 표준을 담당하고 있는 ITU-T에서 보안 분야 표준을 제정하고 있는 SG17에서의 양자암호통신 표준화 동향을 소개하고자 한다. 양자암호통신은 더 이상 쪼갤 수 없는 물리량의 최소 단위인 양자(Quantum)의 특성을 통신망에 적용하여 보안 서비스를 제공하는 암호통신방법으로, 이를 위한 보안 요구 사항과 관련된 상호호환성을 보장하기 위한 표준화가 ITU-T SG17에서 진행 중에 있으며, 본 고에서 관련 최신 표준화 현황을 살펴보았다.

• Convergence Security Journal
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• v.19 no.3
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• pp.61-70
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• 2019

Recently, developments on quantum computers and cloud computing have been actively conducted. Quantum computers have been known to show tremendous computing power and Cloud computing has high accessibility for information and low cost. For quantum computers, quantum error correcting codes are essential. Similarly, cloud computing requires homomorphic encryption to ensure security. These two techniques, which are used for different purposes, are based on similar assumptions. Then, there have been studies to construct quantum homomorphic encryption based on quantum error correction code. Therefore, in this paper, we propose a scheme which can process the homomorphic encryption like quantum computation by modifying the QECCs. Conventional quantum homomorphic encryption schemes based on quantum error correcting codes does not have error correction capability. However, using the proposed scheme, it is possible to process the homomorphic encryption like quantum computation and correct the errors during computation and storage of quantum information unlike the homogeneous encryption scheme with quantum error correction code.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.24 no.8
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• pp.1044-1051
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• 2020

The age of quantum computers is coming soon. In order to prepare for the upcoming future, the National Institute of Standards and Technology has recruited candidates to set standards for post quantum cryptography to establish a future cryptography standard. The submitted ciphers are expected to be safe from quantum algorithm attacks, but it is necessary to verify that the submitted algorithm is safe from quantum attacks using quantum algorithm even when it is actually operated on a quantum computer. Therefore, in this paper, we investigate an efficient quantum gate implementation for binary field multiplication of code based post quantum cryptography to work on quantum computers. We implemented the binary field multiplication for two field polynomials presented by Classic McEliece and three field polynomials presented by ROLLO in generic algorithm and Karatsuba algorithm.