• 정보보호학회지
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• 제14권3호
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• pp.8-12
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• 2004

양자물리학은 디지털통신보안에 대해 '병 주고 약 주는' 관계에 있다. 양자컴퓨터는 디지털컴퓨터로는 풀기 어려운 문제를 쉽게 풀 수 있을 것으로 기대되어, 어려운 수학 문제에 그 보안성을 담보하는 공개키 암호체제가 양자컴퓨터의 위협 앞에 놓이게 된 한편, 양자물리학은 일회용난수표를 도청이 절대 불가능한 방식으로 전송하는 양자암호기술이라는 새로운 형태의 암호체제를 제시한다. 양자암호기술은 기존의 암호기술과 함께 21세기 디지털통신에 완벽한 보안대책을 제공하게 될 것이다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2019년도 춘계학술발표대회
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• pp.129-132
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• 2019

현재 양자컴퓨터 개발에 대한 전폭적인 연구가 이루어지고 있다. 지금의 양자컴퓨터의 개발수준은 기존 암호 시스템에 위협이 될 정도는 아니지만, 가까운 미래에 다가올 양자컴퓨터 시대에 대한 양자내성암호가 필요한 상황이다. 이에 양자내성암호 표준화를 위해 미국 NIST는 공모전을 열었고, 본 논문에서는 양자컴퓨터 개발현황과 NIST(National Institute of Standards and Technology) 양자내성암호 공모전의 암호알고리즘 설명과 동향을 살펴보고자 한다.

• 정보보호학회지
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• 제34권2호
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• pp.49-55
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• 2024

고전 컴퓨터에서 풀기 어려운 난제를 효율적으로 모델링하고 해결할 수 있는 양자 컴퓨터는 현재암호들을 위협하고 있다. 특히, 공개키 암호에 해당하는 RSA와 Elliptic Curve Cryptography (ECC)는 Shor의 양자 알고리즘에 의해 해당 암호들의 안전성이 기반이 되는 난제들을 다항 시간 내에 해결하여 새로운 양자 내성 암호가 필요한 상황이다. 이에 NIST는 양자내성암호 표준화 공모전을 주최함으로써 현재까지 표준화 작업을 이어나가고 있다. 대칭키 암호의 경우, Grover의양자 검색 알고리즘에 의해 고전 컴퓨터상에서 보장하던 보안 강도가 제곱근으로 감소되게 된다. 기존, 신규 암호 알고리즘 모두 양자 컴퓨터상에서의 보안 강도를 평가해야 되는 상황이며, 이에 NIST는 양자 후 보안 강도 기준을 도입하였다. 양자 후 보안 강도는 레벨 1에서 5로 정의되며, 각 레벨에는 AES 및 SHA-2/3에 대한 양자 해킹 비용이 지정되어있다. 본 논문에서는 이러한 암호 학계 상황에 따라, 대칭키 AES 및 해시 함수 SHA-2/3에 대한 해킹, 특히 양자 회로 구현 동향에 대해 살펴보고자 한다.

• 한국콘텐츠학회지
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• 제17권2호
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• pp.25-28
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• 2019

• 정보보호학회지
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• 제32권2호
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• pp.59-67
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• 2022

사물인터넷 상에서 활용되는 경량암호알고리즘은 높은 보안성과 함께 가용성을 제공할 수 있다는 장점으로 인해 활발히 연구되고 있다. 하지만 경량암호알고리즘은 양자컴퓨터 상에서의 Grover 알고리즘에 의해 해킹될 가능성을 가지고 있다. IBM 그리고 Google을 선두로 한 국제 대기업 및 국가 단위의 연구진들의 활발한 연구로, 고성능 양자 컴퓨터 '개발이 앞당겨지고 있다. 공개키 암호와 달리, 대칭키 암호는 양자 컴퓨터로부터 안전하다고 추정되는 문제를 기반으로 하고 있지만 경량화된 암호화 구조에 의해 심각한 보안 취약점을 야기할 수 있다. 본고에서는 사물인터넷을 위한 경량암호를 실제 해킹할 수 있는 양자컴퓨터의 현재 가용 자원에 대해 확인해 보며 이를 통해 양자컴퓨터의 한계점과 앞으로의 사물인터넷 보안의 안전성에 대해 확인해 보도록 한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2022년도 추계학술발표대회
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• pp.30-32
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• 2022

다가오는 양자 컴퓨터 시대에 대비하여, 양자 컴퓨터상에서의 암호 분석은 활발한 연구 분야 중 하나이다. 양자 알고리즘을 사용한 암호 분석 시, 대상 암호는 반드시 양자 회로로 구현되어 양자 컴퓨터상에서 동작될 수 있어야 한다. 이에 공개키 암호인 RSA, ECC의 핵심 연산 또는 다양한 대칭키 암호들에 대해 양자 회로로 최적화 구현하는 연구들이 발표되고 있다. AES는 고전 컴퓨터상에서 뿐만 아니라, 양자 컴퓨터상에서 활발한 최적화 구현 대상이다. AES의 양자 회로 구현 시, 가장 많은 양자 자원이 필요한 연산은 S-Box이다. 이에 본 논문에서는 다양한 AES 양자 구현에서의 다양한 S-Box 양자회로 구현에 대해 살펴보고 다양한 최적화 특징에 대해 살펴본다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
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• pp.29-32
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• 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.

• 정보보호학회지
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• 제33권1호
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• pp.7-12
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• 2023

현존 암호인프라에 대한 양자컴퓨터 위협이 가시화됨에 따라, 다각도의 양자리스크 대응 연구가 이루어지고 있다. 그 중에서 양자컴퓨터 상에서 주어진 암호를 해독하기 위해서 소요되는 양자자원량(큐비트수, 양자게이트수, 수행시간 등)을 계산하여 양자보안강도를 추정하는 양자안전성 검증 기술은 대규모의 큐비트를 컨트롤할 수 있는 범용 양자컴퓨터가 아직 없는 상태에서는 쉽지 않은 기술이라 할 수 있다. 이에, 본 고에서는 암호 양자안전성 검증을 위한 현실적이고 유일한 접근이라 할 수 있는 <Q|Crypton> 기술 개념을 설명하고, 이러한 개념을 바탕으로 개발되고 있는 <Q|Crypton> 플랫폼의 전반적인 설명을 제공하고자 한다. 이러한 <Q|Crypton> 기술은 향후, 효율적이면서 높은 양자 저항성을 가지는 암호를 선별하는 데 있어서 실제적인 기여를 할 것으로 예상되고 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2021년도 춘계학술대회
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• pp.611-613
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• 2021

최근, 고전컴퓨터(Classic Computer)의 한계를 뛰어넘는 양자컴퓨터(Quantum Computer)에 대한 연구개발이 다양한 분야에서 활발하게 이루어지고 있다. 고전컴퓨터의 전기적인 신호처리와는 다르게 양자역학적인 원리를 사용한 양자컴퓨터는 양자 중첩(Quantum Superposition), 양자 얽힘(Quantum Entanglement)과 같은 다양한 양자역학의 현상/특성을 활용하여 연산을 수행하기 때문에 고전컴퓨터의 연산에 비해 아주 복잡한 연산과정을 거치게 된다. 또한, 큐비트의 종류, 배치, 연결성 등 실제 양자컴퓨터를 구동시키기 위해 구성되는 많은 요소들에 의한 각각의 영향이 양자컴퓨터의 연산 결과와 연산 과정에서 많은 영향을 끼치기 때문에 각각의 요소를 효율적이고 정확하게 활용하기 위해 실제 양자컴퓨터의 구동 이전에 데이터를 시각화하여 오류검증/최적화/신뢰성검증을 할 필요가 있다. 하지만 양자컴퓨터 내부에 구성된 다양한 요소들의 데이터를 전부 시각화 할 경우 직관적으로 원하는 데이터를 파악하는 것이 어렵기 때문에 선별적으로 데이터를 시각화 할 필요가 있다. 본 논문에서는 양자컴퓨터를 구성하는 다양한 요소들의 데이터를 시각화 하여 직관적으로 데이터를 관측하고 활용할 수 있도록 복잡하게 구성되는 양자컴퓨터 내부 회로 구성요소들을 계층적으로 시각화 하는 방법을 제안한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권8호
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• pp.1060-1066
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• 2021

최근, 양자컴퓨터를 활용하기 위한 연구개발이 다양한 분야에서 활발하게 이루어지고 있다. 양자컴퓨터는 양자 얽힘, 양자중첩과 같은 다양한 양자역학의 현상과 특성을 활용하여 연산을 수행하기 때문에 기존 컴퓨팅 환경에 비해 아주 복잡한 연산과정을 거치게 된다. 이러한 양자컴퓨터를 구동하기 위해서는 연산에 활용되는 양자게이트의 구성뿐만 아니라 큐비트의 종류, 배치, 연결성 등 물리적인 양자컴퓨터의 요소를 반영한 알고리즘이 구성되어야 한다. 따라서 양자컴퓨터 구성요소들의 상호간 영향을 포함한 구성 정보를 직관적으로 파악할 수 있는 회로 시각화가 필요하다. 본 논문에서는 양자컴퓨터를 구성하는 양자칩 정보와 양자컴퓨팅 회로 데이터를 3D로 시각화하여 직관적으로 데이터를 관측하고 활용할 수 있도록 시각화 하여 직관적인 정보를 분석할 수 있는 방법을 제안한다.