• 전자통신동향분석
• /
• 제39권3호
• /
• pp.58-68
• /
• 2024

Quantum computing can be a game changer in all areas of economy security, and society, and it is expected to bring innovation to the entire industrial ecosystem. The competition in this industry is accelerating with various countries pushing for policies to preempt technology and maintain a technological advantage. The quantum computing market is expected to show commercial gains in 2027 as an inflection point. Initially, it is expected to replace the high-performance computing market. However the continuous growth of quantum computing will depend on the development innovative services such as ChatGPT in AI, and technological breakthroughs. We examine the definition and outlook, evolution and dynamics, and supply chain structure of the quantum computing industry in an attempt to unveil implications for its development.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
• /
• 제12권6호
• /
• pp.181-188
• /
• 2023

Grover 양자 알고리즘은 brute-force attack 가속화로 대칭키 암호의 보안 강도를 크게 감소시키므로 기존 블록 암호가 양자 컴퓨터에 안전하지 않을 것이라 예상한다. 따라서 대상 암호에 대한 양자회로 구현을 통해 Post-quantum 보안 강도를 확인하여 대규모 양자 컴퓨터 시대에 대비할 수 있다. 본 논문에서는 모든 SIMECK 경량 암호군에 대해 양자 자원(큐비트, 양자 게이트)을 최소화 한 기법으로 설계된 최적의 양자회로 구현 결과를 제시하고 각 함수별 양자 회로 동작을 설명한다. 마지막으로 제안된 SIMECK 양자회로에 대한 양자자원 추정 결과를 SIMON 양자 회로 결과와 비교하고 Grover 공격 비용을 계산하여 SIMECK 경량암호의 Post-quantum 보안 강도를 평가한다. Post-quantum 보안 강도 평가 결과 모든 SIMECK 경량 암호군이 NIST 보안 강도에 도달하지 못했다. 따라서 대규모 양자 컴퓨터 등장 시 SIMECK 암호의 안전성이 불명확하다고 예상하며 이에 대해 본 논문에서는 보안 강도를 높이기 위한 방안으로 블록사이즈 및 라운드 수와 키 길이를 증가시키는 것이 적합하다고 판단한다.

• 정보보호학회논문지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.551-561
• /
• 2018

최근 양자 컴퓨팅을 활용한 연산 기술이 발달함에 따라 기존 암호 시스템들에 대한 안전성이 위협받고 있다. 이에 따라 양자 컴퓨터를 이용한 분석 공격에도 견딜 수 있는 새로운 포스트 양자 암호시스템(post-quantum cryptosystem)에 대한 연구가 활발하다. 그럼에도 불구하고 NTRU와 같은 격자 기반의 포스트 양자 암호시스템도 구현상에서 발생하는 취약점을 이용하는 오류 주입 공격에 의해 비밀 키가 노출될 수 있음이 밝혀졌다. 본 논문에서는 NTRU 서명 시스템에 대한 기존의 오류 주입 공격 대응 기법을 분석하고 효율성과 안전성이 개선된 새로운 대응 기법을 제안한다. 제안된 대응 기법에 대해 시뮬레이션을 수행한 결과, 오류 주입 검출율이 우수하며 구현이 효율적임을 확인하였다.

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

• 정보보호학회논문지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.517-526
• /
• 2021

최근 양자 컴퓨터의 개발이 가속화되면서 기존 인터넷 환경에서 사용되고 있는 인수분해 및 이산대수 기반의 전자서명 기법들의 안전성에 대한 문제가 제기되고 있다. 이에 대응하기 위해 미국 국립표준기술연구원(NIST)의 표준화 작업을 비롯하여 양자 컴퓨팅 환경에서 안전한 여러 가지 전자서명 기법들이 제시되고 있다. 본 논문에서는 2018년 Behnia 등이 CCS 컨퍼런스에서 발표한 TACHYON 전자서명 기법을 이용한 다중 서명 기법을 설계하여 제시하고, 안전성을 증명하고자 한다. 다중 서명 기법은 최근 많은 관심을 받고 있는 암호화폐 분야에서 전자지갑의 개인키 의존도를 분산하여 보다 안전한 전자지갑 시스템을 구성할 수 있는 핵심 기술로, 최근 많은 연구자들과 개발자들이 관심을 갖고 있는 전자서명 응용 분야이다. 본 논문에서 제시하는 다중 서명 기법은 일반 공개키 모델(plain public key model)에서 공개키 결합(public key aggregation)이 가능한 기법으로, 부가적인 영지식 증명(zero-knowledge proof) 기법이 필요하지 않으며, 결합 된 단일 공개키만으로 효율적인 시스템을 구성할 수 있는 기법이다.

• 정보보호학회논문지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.481-496
• /
• 2021

대규모 양자컴퓨팅 기술의 실현을 앞둔 현재 공개키 암호 시스템을 양자내성을 가진 암호 시스템으로 전환하는 것은 필수적이다. 미국 국립표준기술연구소 NIST는 양자내성암호(Post-Quantum Cryptography, PQC)를 표준화하기 위한 공모사업을 추진하고 있으며 인터넷 통신 보안에 주로 사용되는 TLS(Transport Layer Security) 프로토콜에 이러한 양자내성암호를 적용하기 위한 차원의 연구도 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 병렬화된 양자내성암호 NTRU를 활용하여 TLS 상에서 서버와 다수의 사용자가 세션키를 공유하기 위한 키 교환(key exchange) 시나리오를 제시한다. 또한, GPU를 이용하여 NTRU를 병렬화 및 연산을 고속화하는 방법을 제시하고 서버가 대규모 데이터를 처리해야 하는 환경에서 그 효율성을 분석한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회
• /
• pp.573-575
• /
• 2019

최근, 증강현실(AR) 기술은 국방, 의료, 교육, 엔터테인먼트 등 다양한 분야에서 널리 이용되고 있고, 증강현실 환경에서 사용자는 가상의 객체를 생성할 수 있을 뿐 아니라 가상 객체와 사용자 간의 상호작용도 가능하다. 이러한 증강현실 분야에서는 사용자의 특정 행동에 대한 미리 지정된 가상 객체의 반응에 대한 상호작용 모델에 대한 연구가 주로 이루어지고 있다. 인공지능과 결합된 미래의 증강현실 환경을 생성 및 상호작용을 위해서는 생성된 가상의 객체 간 자동적으로 상호작용하는 모델에 대한 기법이 필요한 상황이다. 본 논문에서는 양자 컴퓨팅에서 사용자하고 있는 양자 얽힘, 중첩 현상을 기반으로 하여 증강현실 환경에서 가상의 객체에 대한 상호작용 모델을 제시하고자 한다. 예를 들면, 증강현실 사용자의 의해 즉각적으로 생성된 객체가 기존 객체들과의 어떻게 상호작용 할 수 있고, 각각의 객체의 특성으로 인한 객체수의 증가 및 감소가 사용자의 개입 없이 자동으로 이루어지도록 양자 얽힘과 중첩을 기반으로 한 기법을 제시하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 숲과 관련된 생태계 환경을 증강현실 환경으로 조성하여 가상의 동물들 간 자동으로 변형되는 콘텐츠를 구현하고자 한다.

• 지식정보인프라
• /
• 통권8호
• /
• pp.113-118
• /
• 2002

한국과학기술정보연구원 (KISTI) 슈퍼컴퓨팅센터의 SeeMore는 국내에서 처음으로 구현된 시스템으로 지난 해 4월에 설치되었으며, 복잡하고 방대한 계산결과를 가상현실 공간상에서 시각화하여, 효과적인 해석을 가능하게 하는 과학적 가시화 시스템이라고 할 수 있다. SeeMore에서 활용될 수 있는 적용 분야는 가상현실, 과학적 데이터의 시각화, 복잡한 데이터의 분석, 기상모델링, 양자화학, 생물정보학, 물리적 현상의 모델링에 이르기까지 무궁무진하다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
• /
• 제3회(2014년)
• /
• pp.492-494
• /
• 2014

위상부도체(Topological insulator, (TI))는 특이한 금속성 표면 성질을 가지며 이 물질에 대해 많은 물성연구가 이루어져 오고 있다. TI 물질 중 하나인 $Bi_2Se_3$는 스핀트로닉스 또는 양자 컴퓨팅 분야에 전망이 밝은 물질이다. 본 논문에서는 $Bi_2Se_3$ (111) 표면의 산화농도에 대해 조사하였다. 결함이 없는 깨끗한 표면에서는 산소의 농도가 높을 때 에너지적으로 안정하며 표면결함이 있을 때에는 표면결함과 결합한 산소의 농도가 낮을 때 에너지적으로 안정한 것으로 나타났다. $Bi_2Se_3$ (111) 표면 산화 연구에서는 표면 점결함의 존재와 산소 농도를 함께 고려해야 할 것이다.

• 정보보호학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.19-29
• /
• 2022

2011 Jao와 De Feo에 의해 제안된 SIDH가 기존 타원곡선 사이의 isogeny를 이용한 암호보다 효율적인 성능을 제공하고, 그 후 2016년 Costello 등의 효율적인 연산 방법으로 SIDH 속도가 3배 이상 향상되면서, 타원곡선 사이의 isogeny를 이용한 암호가 양자 컴퓨팅 환경에서 RSA와 ECC를 대체할 암호로 주목을 받기 시작했다. 특히 isogeny 기반 암호는 다른 PQC 암호에 비해 작은 키 사이즈를 제공한다는 장점으로 현재까지 활발히 연구가 진행되고 있으며, SIDH를 기반으로 둔 SIKE는 NIST PQC 표준화 공모전 Round 3의 대체 후보이다. 다른 PQC 암호에 비해 속도가 느리다는 점이 isogeny 기반 암호의 단점인 만큼, isogeny 기반 암호는 처음 제안된 후 10년 동안 최적화를 중심으로 큰 발전을 이뤄왔다. 본 논문에서는 isogeny 기반 암호의 최신 연구 동향을 소개한다.