• Title/Summary/Keyword: 양자 정보 기술

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Implementation of Quantum Gates for Binary Field Multiplication of Code based Post Quantum Cryptography (부호 기반 양자 내성 암호의 이진 필드 상에서 곱셈 연산 양자 게이트 구현)

  • Choi, Seung-Joo;Jang, Kyong-Bae;Kwon, Hyuk-Dong;Seo, Hwa-Jeong
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.24 no.8
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    • pp.1044-1051
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    • 2020
  • The age of quantum computers is coming soon. In order to prepare for the upcoming future, the National Institute of Standards and Technology has recruited candidates to set standards for post quantum cryptography to establish a future cryptography standard. The submitted ciphers are expected to be safe from quantum algorithm attacks, but it is necessary to verify that the submitted algorithm is safe from quantum attacks using quantum algorithm even when it is actually operated on a quantum computer. Therefore, in this paper, we investigate an efficient quantum gate implementation for binary field multiplication of code based post quantum cryptography to work on quantum computers. We implemented the binary field multiplication for two field polynomials presented by Classic McEliece and three field polynomials presented by ROLLO in generic algorithm and Karatsuba algorithm.

Accelerated Implementation of NTRU on GPU for Efficient Key Exchange in Multi-Client Environment (다중 사용자 환경에서 효과적인 키 교환을 위한 GPU 기반의 NTRU 고속구현)

  • Seong, Hyoeun;Kim, Yewon;Yeom, Yongjin;Kang, Ju-Sung
    • Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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    • v.31 no.3
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    • pp.481-496
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    • 2021
  • It is imperative to migrate the current public key cryptosystem to a quantum-resistance system ahead of the realization of large-scale quantum computing technology. The National Institute of Standards and Technology, NIST, is promoting a public standardization project for Post-Quantum Cryptography(PQC) and also many research efforts have been conducted to apply PQC to TLS(Transport Layer Security) protocols, which are used for Internet communication security. In this paper, we propose a scenario in which a server and multi-clients share session keys on TLS by using the parallelized NTRU which is PQC in the key exchange process. In addition, we propose a method of accelerating NTRU using GPU and analyze its efficiency in an environment where a server needs to process large-scale data simultaneously.

KpqC 공모전 1라운드 암호 (그래프/다변수/아이소제니/영지식) 암호 소개

  • 석병진;엄혜진;조민정;이창훈
    • Review of KIISC
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    • v.33 no.3
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    • pp.59-71
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    • 2023
  • 현재 국내에서는 양자내성암호 자체 기술 확보를 위해 양자내성암호 공모전인 KpqC 공모전이 진행되고 있다. KpqC 공모전을 통해 제안된 암호 알고리즘은 총 16종으로 격자 기반-8종, 코드 기반-4종, 그래프 기반-1종, 다변수기반-1종, 아이소제니 기반-1종, 영지식 기반-1종과 같이 구성되어 있으며, 1라운드를 통해 안전성 및 효율성에 대한 평가가 수행되고 있다. 본 논문에서는 KpqC 공모전 1라운드 암호 중 그래프, 다변수, 영지식, 아이소제니 기반 암호 알고리즘를 소개하고 설계원리, 동작과정과 안전성 및 효율성에 대하여 살펴보고자 한다.

양자화학 입문 과정 교육을 위한 강의 모델의 연구: 시각화와 차별화

  • Yu, Yeong-Jae;Park, Hui-Su;Jang, Bo-Yeong;Sin, Seok-Min
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2014.03a
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    • pp.15-27
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    • 2014
  • 양자화학 (quantum chemistry)을 처음 접했을 때, 이전까지의 고전역학 (classical mechanics)에 익숙한 대다수의 학생들은 양자화학을 받아들이는 데 어려움을 겪는다. 모형계에 양자역학 (quantum mechanics)을 직접 적용하여 봄으로써 생소한 양자 개념에 대한 이해를 도울 수 있다. 본 논문에서는 양자동역학 (quantum dynamics)을 수치적으로 구현하는 계산 프로그램을 모형계에 적용하여 양자 개념을 설명할 수 있는 몇 가지 예를 보이고자 한다. 1 차원 시간의존 슈뢰딩거 방정식 (1-D time-dependent $Schr{\ddot{o}}dinger$ equation)의 해를 얻어 양자동역학을 구현하였으며, 그에 해당하는 고전동역학은 뉴턴 방정식 (Newton's equation)의 해로 얻어졌다. 조화 진동자 퍼텐셜 (harmonic oscillator potential), 모스 진동자 퍼텐셜 (Morse oscillator potential), 이중 우물 퍼텐셜 (double-well potential), 네모 퍼텐셜 장벽 (rectangular potential barrier), 그리고 에카트 퍼텐셜 (Eckart potential)에 대한 계산을 수행하였다. 두 가지 동역학을 비교하기 위하여 계산 결과의 시각화 (visualization)를 이용하고 동역학 특성의 차이를 비교하는 차별화 (differentiation)를 강조한다. 영점에너지 (zero-point energy), 위상어긋남 (dephasing), 터널링 (tunneling), 그리고 반사 (reflection) 현상과 같은 양자동역학의 특징을 고전동역학과 비교함으로써 직관적인 이해를 도울 수 있었다. 이러한 결과는 양자화학에 입문하는 학생들을 대상으로 쓰일 수 있는 효율적인 강의 모델을 제시할 것으로 기대한다.

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Quantization of Non-Arithmetics to Optimize CNNs over TFHE (TFHE 기반 CNN 연산 최적화를 위한 비산술연산의 양자화 기술 연구)

  • Kevin Nam;Heonhui Jung;Dongju Lee;Yunheung Paek
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2024.05a
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    • pp.404-407
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    • 2024
  • 동형암호는 주목받는 차세대 프라이버시 보존 기술이며, 이를 활용한 신경망 연산 연구들이 많이 수행되고 있다. 여러 체계들 중 TFHE는 비산술 연산을 직접 연산할 수 있으나 다른 체계들보다 매우 느리다는 단점이 있다. 본 연구는 정확도 하락을 최소화하며 성능 개선을 통해 다른 체계인 CKKS보다 빠른 TFHE기반 CNN 연산이 가능하도록 하는 TFHE 비산술 연산의 양자화 기술을 소개한다.