• Review of KIISC
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• v.33 no.3
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• pp.39-47
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• 2023

양자컴퓨팅 기술이 발전함에 따라, 양자컴퓨터를 이용한 공격에도 안전한 암호인 양자내성암호(Post-Quantum Cryptography, PQC) 기술의 중요성이 대두되고 있다. NIST에서는 2016년부터 시작된 표준화 공모 1,2,3 라운드를 통해 2022년 공개키 암호 및 Key-establishment, 전자서명 분야의 양자내성암호 표준을 선정한 바 있으며, 현재는 4 라운드와 전자서명 분야 추가 선정 공모를 진행 중이다. 이러한 배경에서 2022년 국내에서도 양자내성암호 알고리즘 표준화 공모인 KpqC 공모전 1라운드를 시작하였고, 공개키 암호 및 Key-establishment 7종, 전자서명 9종의 알고리즘이 표준 후보로 제출되었다. 본고에서는 KpqC 공모전 1 라운드 공개키 암호 및 Key-establishment 알고리즘 중 격자 기반 공개키 암호/KEM(Key Encapsulation Mechanism) 알고리즘 3종 NTRU+, SMAUG, TiGER에 대해 분석 및 소개한다. 각 알고리즘의 기반 문제, 설계 방식, 특징, 안전성 분석 방식 등을 분석하고, 구현성능을 비교 분석한다.

• Review of KIISC
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• v.34 no.2
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• pp.57-62
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• 2024

전 세계적으로 막대한 피해를 주고 있는 랜섬웨어는 다양한 방법으로 주요 조직을 대상으로 표적 공격을 펼친다. 랜섬웨어는 일반적으로 공격 대상 시스템의 파일을 암호화하기 위해 블록 암호, 스트림 암호와 같은 대칭키 암호를 사용하고, 해당 파일을 암호화할 때 사용되었던 대칭키를 공개키 암호로 보호한다. 여기서, 대칭키를 암호화할 때 RSA, ECC와 같은 공개키 암호를 주로 사용하는데, 이는 현재 전 세계적으로 이슈가 되고 있는 양자 컴퓨터의 발전과 Shor 알고리즘을 이용하여 무력화할 수 있다. 이러한 이유로 랜섬웨어가 기존의 암호화 구성에서 공개키 암호를 대신하여 양자 후 암호를 적용한다면, 양자 컴퓨터를 통한 랜섬웨어 대응이 불가능해진다. 본 논문에서는 랜섬웨어의 최신 기술 동향을 분석하고, 랜섬웨어의 암호화 구성에 기존 공개키 암호 대신 양자 후 암호를 적용 시 발생하는 공격 대응 원리에 대해 설명한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2024.05a
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• pp.188-191
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• 2024

최근 양자컴퓨터와 양자컴퓨팅 기술이 발전하면서, 수학적 난제에 기반을 둔 현대 암호들이 위협받고 있다. 이에 양자 내성 암호에 대한 활발한 연구들이 진행되고 있으며, 이와 동시에 양자 내성 암호를 분석하기 위한 노력들도 존재한다. 양자 내성 암호 중 한 종류인 격자 기반 암호는 NP-hard 문제에 속하는 격자 문제를 기반으로 하며, 해당 격자 문제가 해결된다면 격자 기반 암호 시스템에도 큰 위협이 될 수 있다. 본 논문에서는 이러한 격자 기반 문제를 해결하기 위한 기법 중, 고차원 격자를 대상으로 하는 Approximate algorithm의 기술 동향에 대해 알아보고, 현재의 알고리즘 개발 동향을 기반으로 향후 진행되어야 할 연구 방향에 대해 살펴본다.

• Optical Science and Technology
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• v.18 no.1
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• pp.5-11
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• 2014

• Optical Science and Technology
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• v.19 no.4
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• pp.24-25
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• 2015

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2021.11a
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• pp.290-292
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• 2021

양자 컴퓨터 기술의 발전에 따라 현재 사용되고 있는 암호 알고리즘과 시스템들이 위협받고 있다. 이러한 시대적 흐름에 따라 양자 컴퓨터로도 쉽게 해결할 수 없는 양자내성암호의 개발이 요구되고 있으며, 미국 NIST 에서는 양자내성암호의 표준화를 위한 공모전을 진행하고 있다. 본 논문에서는 공모전 최종 후보 중 하나인 NTRU 알고리즘을 가속화하기 위한 성능 분석을 진행하였다.

• Review of KIISC
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• v.33 no.3
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• pp.27-37
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• 2023

양자 컴퓨팅의 발전으로 기존의 전자서명 기법에 사용되던 소인수분해 문제와 이산로그 문제가 다항 시간 내에 풀린다. 그에 따라 국내외에서는 양자 컴퓨팅 환경에서도 안전한 암호 기법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 미국 국립 표준 기술 연구소에서 양자 내성 암호 기법의 표준을 설립하고자 Post-Quantum Cryptography Standardization Process를 진행하였으며 전자서명 기법으로는 CRYSTALS-Dilithium, FALCON, SPHINCS+가 표준으로 선택되었다. 국내에서도 양자 내성 암호 표준 수립을 위하여 KpqC 공모전이 개최되었다. 본 논문에서는 KpqC 공모전 Round 1에 제안된 격자 기반 전자서명 기법 중 Dilithium과 같이 Fiat-Shamir with aborts paradigm 구조로 설계된 3개의 기법, HAETAE, GCKSign, NCC-Sign을 분석하고 Dilithium과 함께 비교하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2023.11a
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• pp.241-243
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• 2023

양자컴퓨터의 발전이 빠르게 진행됨에 따라서 고전컴퓨터에서는 해결하지 못하는 문제에 대하여 양자 알고리즘을 활용하여 해결하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 이중 소인수 분해 및 이산로 그 문제 해결이 가능한 Shor's Algorithm 및 이에 대한 공개키 암호 해독을 위한 양자 자원량 분석에 대한 연구가 진행되고 있다. 하지만 양자 컴퓨터의 가용 양자 자원량이 제한적이라는 점과, 시간적인 측면에서의 최적화는 암호의 보안강도에 영향을 끼치기 때문에 알고리즘 최적화 연구가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 암호를 대상으로 한 Shor's Algorithm 양자 회로의 최적화 동향을 조사하고 향후 연구 방향에 대해서 기술한다.

• 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 Korean Society of Computer Information Conference
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• 2022.07a
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• pp.629-630
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• 2022

본 논문에서는 SSL VPN 장비에서 사용되는 대칭키 교환을 위한 TLS HANDSHAKE 과정 중, 중간자 공격을 방어하기 위한 공유 대칭키를 별도로 주입하는 기능을 개발한다. 일반적으로 TLS 프로토콜은 공격자에 안전하다고 알려져 있으나 TLS 중간자 공격으로 대칭키가 노출될 위험이 존재한다. 또한 양자컴퓨팅의 발전으로 비대칭키 연산 역시 노출될 가능성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 이렇한 공격들을 효과적으로 방어 할 수 있는 양자키분배기(QKD)로 부터 넘겨받은 양자키를 TLS HANDSHAKE 과정에 넣어 주어 이 같은 공격에 안전한 시스템을 구축할 수 있도록 구현한다.