• Review of KIISC
• /
• v.12 no.5
• /
• pp.1-7
• /
• 2002

양자 정보에 대한 도청은 양자 상태에 대한 측정이며, 양자역학에서의 측정은 양자 상태의 붕괴를 수반하게 되므로 원래의 정보 형태를 변형시키게 된다. 이를 이용하여 도청 시도의 여부를 거의 완벽하게 판단할 수 있으며, 따라서 고도의 보안이 유지되는 키분배 방식이 가능하게 된다. 이를 양자 암호 혹은 양자 키분배 프로토콜이라고 한다. 양자 역학의 기본 구조와 일반 원리를 제시하고, 이를 바탕으로 한 양자 암호의 기본 개념과 원리를 설명하고자 한다. 이에 대한 예로 대표적인 키분배 방식을 소개한다.

• Information and Communications Magazine
• /
• v.31 no.9
• /
• pp.70-76
• /
• 2014

절대 보안성을 제공하는 양자 키 분배 (quantum key distribution, QKD)는 양자 역학을 이용한 정보통신 응용 중 가장 현실적으로 유망한 분야이다. BB84는 가장 널리 알려진 양자 암호키 분배 프로토콜로써, 4개의 양자 상태를 사용한다. 그 이후, 6개의 양자 상태를 사용하는 six-state 프로토콜이 제안되었으며, 이는 기 제안된 BB84프로토콜 대비 더 높은 보안성을 보이는 것으로 알려져 있다. 또한 QKD의 암호키 전송률 및 보안성 증가를 위해 이중 큐빗 QKD 프로토콜이 제안되었다. 이중 큐빗은 하나의 광자에 편광, 위상, 그리고 주파수 등의 서로 다른 두 개의 변조를 하는 것이다. 이중 큐빗 QKD 프로토콜은 16개의 양자 상태를 사용하며, 심볼 오류율 (Symbol Error Rate, SER)관점에서 앞서 언급한 두 개의 프로토콜 보다 더 높은 보안성을 보장할 수 있다. 본고에서는 앞서 언급한 총 3종류의 QKD 프로토콜의 보안성을 분석하고 비교함으로써 양자 상태 증가에 따른 QKD보안성을 성능을 살펴본다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
• /
• 2023.05a
• /
• pp.29-32
• /
• 2023

양자 컴퓨터의 연산 성능이 알려지면서 기존 암호 시스템이 붕괴될 것이라 예상한다. 앞선 많은 연구들은 공격 대상 암호에 대해 양자회로로 구현하고 공격에 필요한 양자자원을 추정하였지만 암호를 공격하기 위해서는 대규모 양자컴퓨터의 동작을 요구한다. 뿐만 아니라 내결함성 양자 컴퓨터에서 유효한 결과를 얻기 위해서는 오류 정정이 필수적이며 오류 정정에도 양자 자원을 소비하며 결과적으로 더 큰 규모의 양자컴퓨터가 필요하고 크기가 커질수록 오류가 증가한다. 이러한 내결함성 대규모 양자회로에서 T 게이트를 구현하는 것이 다른 게이트를 구현하는 것 보다 어렵고 T-depth가 회로의 실행시간에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 T-depth 최적화 도구 및 T-depth 감소 기법을 적용한 방식을 조사하였다.

• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
• /
• v.33 no.2
• /
• pp.151-164
• /
• 2023

Recently, the development of quantum computers means a great threat to existing public key system based on discrete algebra problems or factorization problems. Accordingly, NIST is currently in the process of contesting and screening PQC(Post Quantum Cryptography) that can be implemented in both the computing environment and the upcoming quantum computing environment. Among them, SIKE is the only Isogeny-based cipher and has the advantage of a shorter public key compared to other PQC with the same safety. However, like conventional cryptographic algorithms, all quantum-resistant ciphers must be safe for existing cryptanlysis. In this paper, we studied power analysis-based cryptographic analysis techniques for SIKE, and notably we analyzed SIKE through wavelet transformation and deep learning-based clustering power analysis. As a result, the analysis success rate was close to 100% even in SIKE with applied masking response techniques that defend the accuracy of existing clustering power analysis techniques to around 50%, and it was confirmed that was the strongest attack on SIKE.

• Review of KIISC
• /
• v.32 no.1
• /
• pp.7-17
• /
• 2022

양자컴퓨터 개발이 가속화됨에 따라 기존 암호 기술이 기반하고 있는 수학적 난제가 실시간으로 해결될 수 있다는 문제점에 현실화되고 있다. RSA와 타원곡선 기반의 공개키 암호와 해시함수를 활용하여 만든 블록체인 역시 양자컴퓨터에 의해 해킹 가능성이 높아지고 있다. 블록체인 상에서 데이터 위·변조를 어렵게하기 위한 장치로 사용한 암호가 양자컴퓨터상에서 동작하는 양자알고리즘에 의해 해킹된다면 블록체인으로 보호되고 있는 데이터들의 안전성은 보장받을 수 없다. 이를 해결하기 위한 하나의 방안으로 양자알고리즘에 의해서도 해킹되지 않는 양자내성을 가진 블록체인이 제안되었다. 이와 더불어 블록체인이 기존에 가지고 있던 정보에 대한 안전한 이전을 성립하기 위한 기술에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 본 고에서는 양자 내성 블록체인과 이를 구현하기 위한 기술적 동향에 대해서 확인해 보도록 한다.

• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
• /
• v.26 no.6
• /
• pp.1413-1419
• /
• 2016

In these days, there are a lot of research results on the Post-Quantum Cryptography according to developing of quantum computing technologies and the announcement of the NIST's Post-Quantum Cryptography standard project. The key size of the existing symmetric key block ciphers are needed to increase and the security of discrete logarithm based public key cryptography can be broken by Grover's algorithm and Shor's algorithm. By this reason, a lot of cryptologist and mathematician research on safe cryptography against the quantum computer which is called as the Post-Quantum Cryptography. In this paper, we survey on recent technical trend on the Hash-Based Signature Scheme which is one of the Post-Quantum Cryptography and suggest the prospect of the Hash-Based Signature Scheme.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
• /
• 2016.10a
• /
• pp.268-270
• /
• 2016

최근 양자 컴퓨터 기술의 발전과 양자 컴퓨터와 관련된 Shor 알고리즘과 Grover 알고리즘으로 인해, 기존에 사용되고 있는 블록 암호의 키 크기 증가와 이산대수 기반의 공개키 암호의 안전성에 대한 재평가가 필요한 상황이다. 이러한 상황에서 양자 컴퓨터에 대해 안전한 포스트 양자 암호에 대한 연구가 활발하며, 다변수 기반, 격자 기반, 코드 기반, 해시 기반 등 다양한 포스트 양자 암호들이 연구되고 있다. 본 논문에서는 해시 기반 서명 기법의 경우, 기존의 상태를 활용한 방식의 오랜 연산시간과 키/서명 크기가 크다는 단점을 가지고 있으며, 이를 개선한 Stateless 해시 기반 서명 기법의 최신 동향과 전망에 대해서 살펴본다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.165-168
• /
• 2022

특정 문제를 효율적으로 모델링하고 해결할 수 있는 자체적인 특성을 가지고 있는 양자 컴퓨터는 다양한 컴퓨팅 분야에서 강세를 보일 것으로 기대된다. 이러한 양자 컴퓨터는 가까운 미래에 암호학계에 다가올 가장 큰 위협으로 여겨지고 있다. 공개키 암호와는 달리 대칭키 암호에서 기반하고 있는 문제들은 양자 컴퓨터에 대해 아직은 안전할 것으로 여겨지지만, 안전한 양자 후 보안 시스템을 구축하기 위해 이에 대한 파급력을 확인하는 연구들이 수행되고 있다. NIST는 대칭키 암호 AES에 대한 상대적인 양자 공격 비용에 따라 양자 후 보안 강도를 추정하고 있으며, 이에 본 논문에서는 AES에 대한 양자 회로를 구현하고 공격 비용을 추정하는 다양한 연구들에 대해 살펴본다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
• /
• v.41 no.4
• /
• pp.479-488
• /
• 2016

For a secure communication system, it is necessary to use secure cryptographic algorithms and keys. Modern cryptographic system generates high entropy encryption key through standard key derivation functions. Using recent progress in quantum key distribution(QKD) based on quantum physics, it is expected that we can enhance the security of modern cryptosystem. In this respect, the study on the dual key agreement is required, which combines quantum and modern cryptography. In this paper, we propose two key derivation functions using dual key agreement based on QKD and RSA cryptographic system. Furthermore, we demonstrate several simulations that estimate entropy of derived key so as to support the design rationale of our key derivation functions.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
• /
• 2023.11a
• /
• pp.1189-1190
• /
• 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.