• Review of KIISC
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• v.33 no.4
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• pp.103-109
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• 2023

암호기술 국제표준화는 각국의 국가표준기구들이 가입된 ISO/IEC의 JTC 1 산하 SC 27 내 WG(Working Group) 2에서 진행되고 있다. 현재 70여 편의 암호기술 표준이 제정되어 있으며, 최근에는 양자컴퓨터 위협에 대응하기 위한 양자내성 공개키암호와 전자서명, 데이터 보안에 활용할 수 있는 완전동형암호 및 다자간 안전계산의 표준화가 주를 이루고 있다, 본 고에서는 전체적인 표준화 현황을 간략하게 살펴보고, 최신 이슈가 되고 있는 표준화 현황에 관해 설명한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.129-129
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• 2010

적외선 검출소자(Infrared Photodetector)는 근적외선에서 원적외선 영역에 이르는 광범위한 파장 범위의 적외선을 이용하는 기기로서 대상물이 방사하는 적외선 영역의 에너지를 흡수하여 이를 영상화할 수 있는 장비이다. 적외선 관련 기술은 2차 세계대전 기간에 태동하였으며, 현재에는 원거리 감지기술 등과 접목되면서 그 활용 분야가 다양해지고 있다. 특히 능동형 정밀 타격무기를 비롯한 감시 정찰 장비 및 지능형 전투 장비 시스템 등에 대한 요구를 바탕으로 보다 정밀하고 신속한 표적 감지 및 정보처리 기술에 관한 연구가 선진국을 통해서 활발히 진행되고 있다. 기존의 Bolometer 형식의 열 감지 소자는 반응 속도가 느리고 측정 감도가 낮은 단점이 있으며, MCT(HgCdTe)를 이용한 적외선 검출기의 경우 높은 기계적 결함과 77K 저온에서 동작해야하기 때문에 발생하는 추가 비용 등이 문제점으로 지적되고 있다[1]. 이에 반해 화합물 반도체 자기조립 양자점(self-assembled quantum dot)을 이용한 적외선 수광소자는 양자점이 가지는 불연속적인 내부 에너지 준위로 인하여, 높은 내부 양자 효율과 온도 안정성을 기대할 수 있으며, 고성능, 고속처리, 저소비전력 및 저소음의 실현이 가능하다. 본 연구에서는 적층 InAs/InGaAs dot-in-a-well 구조를 유기금속화학기상증착법을 이용하여 성장하고 이를 소자에 응용하였다. 균일한 적층 양자점의 성장을 위해서 원자현미경(atomic force microscopy)을 이용하여, 각 층의 양자점의 크기와 밀도를 관찰하였고, photoluminescence (PL)를 이용하여 발광특성을 연구하였다. 각 층간의 GaAs space layer의 두께와 온도 조절 과정을 조절함으로써 균일한 적층 양자점 구조를 얻을 수 있었다. 이를 이용하여 양자점의 전도대 내부의 에너지 준위간 천이(intersubband transition)를 이용하는 n-type GaAs/intrinsic InAs 양자점/n-type GaAs 구조의 양자점 적외선수광소자 구조를 성장하였다. 이 과정에서 상부 n-type GaAs의 성장 온도가 600도 이상이 되는 경우 발광효율이 급격히 감소하고, 암전류가 크게 증가하는 것을 관찰하였다. 이는 InAs 양자점과 주변 GaAs 간의 열에 의한 상호 확산에 의하여 양자점의 전자 구속 효과를 저해하는 것으로 설명된다.

• Journal of Digital Convergence
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• v.11 no.11
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• pp.389-395
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• 2013

As fusing IT and medical technique, the number of patients who adhere medical equipment inside of them is increasing. However there is a problem of for the third person to tap or modulate the patient's biometric data viciously. This paper suggests quantum encryption-based key distribution model to share key for the third person not to tap or modulate the patient's biometric data between patient and hospital staff. The proposed model uses one-time pad key that shares key sending random bits not direct sending message of quantum data. Also, it guarantees patient's anonymity because the biometric data of injected-device in the body doesn't be exposed unnecessarily.

• Information Display
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• v.20 no.1
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• pp.15-22
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• 2019

양자점 발광소자를 이용한 다양한 미래 지향적 디스플레이 기술에 관하여 간략히 짚어보았다. 플렉시블 디스플레이부터 최근 이루어진 초박형 디스플레이, 스트레쳐블 디스플레이 등을 소개하였고 초박형 디스플레이의 경우 얇아진 두께로 인하여 얻어지는 많은 장점들을 살펴보았고, 스트레쳐블 디스플레이의 경우, 주름 형태의 소자부터 AC-EL 방식으로 양자점의 색 변환을 이용한 소자들을 살펴보았다. 아직까지 해결하고 탐구해야 할 주제들이 많이 있으며 실용화까지도 다소 많은 해야 할 일들이 남아있다. 또한, 향후 기대가 되는 다기능 발광소자에 관해서 살펴보았다. 기존의 구형의 코어/쉘 형태의 양자이라는 정형화된 생각을 넘어 새롭게 양자점을 디자인함으로써 새로운 응용에 대하여 제시할 수 있었다. 이러한 새로운 응용을 통해 4차산업에서도 필수적인 통신, 센서 등의 역할을 동시에 수행할 수 있는 신개념 디스플레이를 알아볼 수 있었다. 앞으로 미래 디스플레이, 차세대 디스플레이 분야 등에서 광학적, 화학적, 전기적 우수한 특성을 갖는 양자점을 적용시키는 연구는 점점 많아지고 중요한 역할을 할 것으로 기대되며 특히 전계발광 소자로써 응용을 위하여 많은 연구진이 힘을 쏟고 있다. 친환경 조성의 높은 광효율을 갖는 양자점을 제조하고, 소자 측면에서 본질적인 성능 향상이 무엇보다 중요하기도 하겠지만 이와 함께 미래 지향적인 디스플레이 기술로서 양자점을 새롭게 응용하고 다양하게 적용시켜 보는 일은 향후 우리 미래의 삶에 큰 변화를 가져다 줄 수 있는 중요한 일이 될 것이라고 조심스럽게 예측해 본다.

• Information and Communications Magazine
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• v.32 no.8
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• pp.62-68
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• 2015

본고에서는 차세대 보안통신 기술로 주목 받고 있는 양자암호시스템의 핵심 모듈인 단일광자 검출기의 최신 연구동향과 KIST 연구개발 내용에 대해 기술한다. 현재 상용화 수준으로까지 발전한 유선 양자암호 시스템에서는 성능, 소형화, 가격 등의 장점으로 인해 주로 InGaAs/InP avalanche photo diode (APD)를 이용한 단일광자검출기가 사용되고 있다. 유선 양자암호에서 사용하는 1550nm 통신 파장대의 단일광자가 갖는 에너지는 0.8 eV로 매우 미약한 수준이기 때문에 신호 검출을 위해 APD소자를 내부 증폭 이득이 무한대인 가이거모드(Geiger mode)에서 동작시킨다. 매우 높은 증폭비는 신호 검출뿐만 아니라 노이즈에도 동일하게 영향을 미치기 때문에 주변환경 노이즈에 의한 검출기 오동작 문제가 심각하게 발생한다. 따라서 단일광자검출기 구현에서 가장 중요한 기술은 소자 및 검출기 모듈에서 발생하는 노이즈의 영향을 최소화 시켜주는 것이다. 전세계적으로 검출기의 대표적인 노이즈인 after pulse를 저감 시키기 위한 연구가 매우 활발히 이루어지고 있는데 대표적으로 self-differencing, auxiliary signal, integrating, double balanced 등의 방법이 제시되고 있다. 본고에서는 각각의 최신 기술들에 대한 비교 분석 및 이를 바탕으로 현재 KIST에서 진행하고 있는 양자암호시스템을 위한 단일광자검출기 기술 개발에 대해 서술한다.

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

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2014.03a
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• pp.385-397
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• 2014

신약을 개발하거나 단백질 구조를 예측하는데 Molecular Mechanics (MM)의 방법을 사용한다. 하지만, MM 만으로는 자연현상에서 일어나는 결과를 정확하게 기술하기 어렵다. 본 연구는 기존의 MM 방법으로는 정확히 예측이 불가능한 비 공유결합 중 하나인 ${\pi}-{\pi}$ interaction을 양자역학 계산을 통해 정확한 예측이 가능한지 보았다. ${\pi}-{\pi}$ interaction 이란 생체 내, 의약 화합물에서 발견되는 결합이기 때문에, 단백질과 결합하는 구조의 예측이 중요하다고 할 수 있다. 본 실험은 ${\pi}-{\pi}$ interaction을 갖는 Sandwich, T shape, 그리고 Parallel displaced 세 가지 모형을 가지고 양자역학 계산을 수행하였다. 양자역학 계산은 DFT의 세가지 함수 M06_2X, M05_2X, B3LYP를 이용하였다. 실험결과에서 세 가지 함수가 각기 다른 결과를 보였는데, M06_2X의 결과에서 ${\pi}-{\pi}$ interaction을 더 정확하게 계산하였다. 이러한 결과를 바탕으로, 양자역학의 방법을 통해 MM에서는 예측이 불가능한 ${\pi}-{\pi}$ interaction을 계산 할 수 있고 이 부분을 고려하여 화합물 간의 결합구조를 예측을 향상시킬 수 있다.

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

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.89-100
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• 2013

생물정보학의 다양한 이론적 내용과 계산적 방법들이 갈수록 전문화 되어짐에 따라 신약 개발, 신 물질 합성, 단백질의 구조 예측 등 다양한 분야에서 필요성이 커져가고 있다. 이 중 molecular docking 기술은 단백질과 특정 분자간의 결합 형태를 분자 모델링 기법을 통해 알아내는 방법이며 신약개발 연구에 큰 영향을 미치고 있다. Molecular docking을 통하여 분자간의 결합 형태를 예측하는 과정에서 Protein-ligand complex의 정확한 에너지 측정을 가능하게 하는 scoring function이 필요하다. 그런데 본 연구에서 사용한 B-Raf kinase protein 은 active site 부분에서 ligand와 receptor 간에 aromatic ring로 인한 ${\pi}-{\pi}$ interaction이 정확한 에너지 계산을 어렵게 한다. 이러한 ${\pi}-{\pi}$ interaction 부분의 에너지를 정확하게 계산하기 위해 양자역학 계산을 실시하였다. Active site 부분에서 ligand와 receptor에서 발생하는 각각 다른 5개의 ${\pi}-{\pi}$ interaction 구조를 준비하여 Gaussian을 통해 양자역학 에너지를 계산하였다. 그리고 이러한 결과 값들이 ligand의 활성 값과 어떤 상관관계를 갖는지 살펴보았다. 그 결과 ${\pi}-{\pi}$ interaction을 양자역학으로 계산한 값이 그렇지 않은 것보다 더 좋은 상관관계를 보여주었다. 이는 특별한 구조의 영향으로 ligand와 receptor 간의 결합에너지를 정확하게 계산하기 어려운 문제에서 양자역학을 적용할 경우 더욱 좋은 결과값을 얻을 수 있었다. 또한 이러한 데이터가 신 물질 개발이나 신약 개발 등의 다양한 분야에서 계산화학 방법이 신뢰성을 얻는데 도움 될 수 있다고 생각된다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2014.11a
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• pp.228-229
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• 2014

양자 키 분배는 안정한 통신을 위해 고안된 암호 체계이다. 양자 키 분배의 후처리 과정 중 정보 보정은 두 적법한 사용자 간의 연관 관계가 있는 정보를 일치시키는 과정이다. 고전 오류 정정 과정과 비슷하며 이 과정을 위해 추가 정보를 주고받기 때문에 도청자에게 일정량의 정보가 노출된다. 따라서 정보 보정 프로토콜에서 노출된 정보량은 프로토콜의 성능을 결정하는 중요한 요인이 된다. 본 논문에서는 Winnow 프로토콜과 LDPC 부호를 이용한 프로토콜을 노출된 정보량과 평균 통신 횟수 측면에서 비교한다. 그 결과로 Winnow 프로토콜에 비해 LDPC 부호를 이용한 프로토콜이 현재 양자 키 분배 시스템에서 더 좋은 기술이 될 수 있음을 보인다. 또한 LDPC 부호를 이용한 프로토콜이 가지는 단점을 극복할 수 있는 향후 연구 방향을 제시한다.