• 제목/요약/키워드: 타원곡선 암호알고리즘

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음성 데이터 보안을 위한 효율적인 ECC 암호 알고리즘 설계 및 구현 (Design and Implementation of effective ECC Encryption Algorithm for Voice Data)

  • 김현수;박석천
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권11호
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    • pp.2374-2380
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    • 2011
  • 모바일 인터넷전화는 요금이 무료일 뿐만 아니라 편리한 인터페이스와 일반전화 급의 통화품질을 제공하고 있어 많은 사용자들이 선호하고 있다. 반면 인터넷망을 이용하기 때문에 제3자에 의해 도청의 위험을 가지고 있어 음성 데이터에 대한 보안이 중요시 되고 있다. 기존에는 음성 데이터 보안에 대칭키 암호 알고리즘이 많이 이용되었지만, 공개키 방식의 ECC 암호 알고리즘은 다른 공개키 방식의 알고리즘보다 비트 대비 암호화 강도가 뛰어나기 때문에 음성 데이터 암호화에 더 선호되고 있다. 그러나 기존 방식은 암호 연산 횟수 때문에 자원 소모가 열악한 모바일 환경에서는 제약이 될 수 있다. 따라서 본 논문에서는 암호 연산 횟수를 감소하여 자원 소모 효율성을 높일 수 있는 방법을 제안한다.

자원이 제약된 장치에서 효율적인 타원곡선 다중 상수배의 구현을 위한 유연한 접근 (A Flexible Approach for Efficient Elliptic Curve Multi-Scalar Multiplication on Resource-constrained Devices)

  • 서석충;김형찬;라마크리시나
    • 정보보호학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.95-109
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    • 2006
  • 타원곡선 암호시스템은 작은 키 길이로 인하여 스마트카드, 센서 모트와 같은 메모리, 계산 능력이 제약된 장치에서 사용하기에 적합하다. 본 논문에서는 이러한 장치에서 타원곡선 서명 알고리즘 검증 (uP+vQ, u, v: 상수, P, Q: 타원곡선 위의 점)의 주된 계산인 다중 상수배를 효율적으로 계산하기 위한 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 부분 윈도우와 Interleave 방법에 기반을 둔 것으로서 어떠한 크기의 사전계산 테이블이라도 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 해당 테이블에서 최적의 nonzero 밀도를 제공한다. 또한 상수 리코딩이 테이블 조회를 사용하지 않고 상수배 계산과 함께 진행되기 때문에 기존의 다른 알고리즘에 비하여 더욱 메모리를 절약할 수 있다. 실험을 통하여 163비트의 u, v와, 233 비트의 u, v에 대하여 uP+vQ를 수행하는 데 필요한 계산량을 사전계산 테이블의 크기에 따라 비교함으로써 최적의 테이블 크기는 각각 7, 15임을 알아낼 수 있었다.

타원곡선 공개키 생성을 위한 고속 스칼라곱 연산 시스템 구현 (Development of High Speed Scalar Product Operation System for ECC Public Key)

  • 김갑열;이철수;박석천
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.394-402
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    • 2010
  • 온라인에서 유통되는 수많은 정보들은 데이터로 제작되어 전송되고 있으며 이들 정보들은 타인에 노출될 경우 큰 문제가 발생할 수 있는 정보들이 다수 차지하고 있다. 따라서 과거부터 최근까지 보호가 필요한 정보들의 안전한 유통채널 확보를 위해 다양한 방법들이 연구되고 있으며 그 대표적인 기술이 암호 시스템이다. 암호 시스템은 다양한 수학적 이론과 다양한 암호 알고리즘을 바탕으로 구현되므로 고속 연산의 중심을 두고 연구가 진행되어 지고 있다. 하지만 최근 들어 비공개키 암호 시스템에 비해 공개키 암호 시스템에 대한 연구는 지지부진한 형편이며 따라서 본 논문에서는 대표적인 공개키 암호 시스템인 ECC 암호 시스템에서 고속 공개키 생성을 위한 스칼라곱 연산 시스템을 연구하였다. 제안하는 시스템은 실제 구현을 통해 기존 이진 NAF 시스템과 이진 검색 시스템을 비교 분석 하였고 그 결과 본 논문에서 제안한 시스템이 기존 시스템보다 공개키 생성의 시간적 효율이 우수한 것을 확인하였다.

타원곡선 알고리즘을 이용한 XML 문서 암호 구현 (XML Document Encrypt Implementation using Elliptic Curve Cryptosystem)

  • 고훈
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제8권1호
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    • pp.79-85
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    • 2007
  • 컴퓨터와 인터넷의 보급과 활용이 일반화 되고 대중화 되면서, 인터넷을 이용한 은행업무 등 비밀을 요하는 다양한 업무를 보게 되었다. 또한 인터넷, 무선통신, 그리고 자료교환에 대한 증가로 인해 많은 사용자와 접속 혹은 사용하는 방법도 빠르게 변화하고 있는 상황이다. 특히 인터넷뱅킹을 이용할 때 인터넷의 구조적인 문제점 때문에 많은 정보들이 유출되고 있고 있다. 기존의 느리고 간단한 암호화 방식으로는 인터넷뱅킹 이용할 때 신용카드 번호 혹은 통장의 계좌번호 및 비밀번호를 노출시킬 수 있다. 이러한 데이터에 대한 보안이 기대에 미치지 못하기 때문에 보다 강력한 암호처리를 필요로 하게 된다. 그러나 전송되는 자료 전체를 암호화 했을 때 소요되는 시간적 공간적 낭비 또한 무시할 수 없는 부분이다. 이에 본 논문에서는 무선기반에서 강력하게 연구되고 있는 타원곡선 알고리즘과 XML의 특징인 DTD의 부분적인 암호를 적용함으로써 보다 빠른 XML의 부분적인 암호를 구현하고자 한다.

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타원곡선을 암호시스템에 사용되는 최적단위 연산항을 기반으로 한 기저체 연산기의 하드웨어 구현 (A Hardware Implementation of the Underlying Field Arithmetic Processor based on Optimized Unit Operation Components for Elliptic Curve Cryptosystems)

  • 조성제;권용진
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제8권1호
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    • pp.88-95
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    • 2002
  • 1985년 N. Koblitz와 V. Miller가 각각 독립적으로 제안한 타원곡선 암호시스템(ECC : Elliptic Curve Cryptosystems)은 보다 짧은 비트 길이의 키만으로도 다른 공개키 시스템과 동일한 수준의 안전도를 유지할 수 있다는 장점을 인해 IC 카드와 같은 메모리와 처리능력이 제한된 하드웨어에도 이식가능 하다. 또한 동일한 유한체 연산을 사용하면서도 다른 타원곡선을 선택할 수 있어서 추가적인 보안이 가능하기 때문에 고수준의 안전도를 유지하기 위한 차세대 암호 알고리즘으로 각광 받고 있다. 본 논문에서는 효율적인 타원곡선 암호시스템을 구현하는데 있어 가장 중요한 부분 중 하나인 타원곡선 상의 점을 고속으로 연산할 수 있는 전용의 기저체 연산기 구조를 제안하고 실제 구현을 통해 그 기능을 검증한다. 그리고 기저체 연산의 면밀한 분석을 통해 역원 연산기의 하드웨어 구현을 위하여 최적인 단위 연산항의 도출에 기반을 둔 효율적인 방법론을 제시하고, 이를 바탕으로 현실적인 제한 조건하에서 구현 가능한 수준의 게이트 수를 가지는 고속의 역원 연산기 구조를 제안한다. 또한, 본 논문에서는 제안된 방법론을 바탕으로 실제 구현된 설계회로가 기존 논문에서 비해 게이트 수는 약 8.8배가 증가하지만, 승법연산 속도는 약 150배, 역원연산 속도는 약 480배 정도 향상되는 우수한 연구 결과가 얻어짐을 보인다. 이것은 병렬성을 적용함으로서 당연히 얻어지는 속도면에서의 이득을 능가하는 성능으로, 본 논문에서 제안한 구조의 우수성을 입증하는 결과이다. 실제로, 승법 연산기의 속도에 관계없이 역원연산의 수행시간은 [lo $g_2$(m-1)]$\times$(clock cycle for one multiplication)으로 최적화가 되며, 제안한 구조는 임의의 유한체 $F_{2m}$에 적용가능하다. 제안한 전용의 연산기는 암호 프로세서 설계의 기초자료로 활용되거나, 타원곡선 암호 시스템 구현시 직접 co-processor 형식으로 임베드 되어 사용할 수 있을 것으로 사료된다.다.

양자내성 블록체인에 관한 기술적 동향

  • 권혁동;심민주;임세진;강예준;서화정
    • 정보보호학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.7-17
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    • 2022
  • 양자컴퓨터 개발이 가속화됨에 따라 기존 암호 기술이 기반하고 있는 수학적 난제가 실시간으로 해결될 수 있다는 문제점에 현실화되고 있다. RSA와 타원곡선 기반의 공개키 암호와 해시함수를 활용하여 만든 블록체인 역시 양자컴퓨터에 의해 해킹 가능성이 높아지고 있다. 블록체인 상에서 데이터 위·변조를 어렵게하기 위한 장치로 사용한 암호가 양자컴퓨터상에서 동작하는 양자알고리즘에 의해 해킹된다면 블록체인으로 보호되고 있는 데이터들의 안전성은 보장받을 수 없다. 이를 해결하기 위한 하나의 방안으로 양자알고리즘에 의해서도 해킹되지 않는 양자내성을 가진 블록체인이 제안되었다. 이와 더불어 블록체인이 기존에 가지고 있던 정보에 대한 안전한 이전을 성립하기 위한 기술에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 본 고에서는 양자 내성 블록체인과 이를 구현하기 위한 기술적 동향에 대해서 확인해 보도록 한다.

병렬 연산을 이용한 최적 확장체의 효율적 구현 (Efficient Implementation of Optimal Extension Fields Using Parallel Computation)

  • 이문규;박근수
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2003년도 봄 학술발표논문집 Vol.30 No.1 (A)
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    • pp.269-271
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    • 2003
  • 본 논문에서는 타원 곡선 암호의 성능을 향상시키기 위한 효율적인 최적 확장체 연산 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 CPU에서 제공되는 정수 곱셈 명령 1회 실행에 두 개의 하위체 연산을 병렬적으로 수행하도록 함으로써 최적 확장체에서의 곱셈, 제곱, 역원 연산의 속도를 향상시킨다.

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효율적인 키-난수화를 사용한 차분 전력 분석 공격에 대응하는 타원곡선 위의 스칼라 곱셈 방법 (A Method for Scalar Multiplication on Elliptic Curves against Differential Power Analysis using Efficient Key-Randomization)

  • 정석원
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.356-363
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    • 2020
  • 사물인터넷 시대가 되면서 다양한 디바이스가 유·무선으로 연결되고 있다. 이에 따른 일상생활의 편리성 향상과 함께 사생활 침해, 정보유출, 서비스 거부 등의 보안 문제가 증가하고 있다. 공개키 암호 시스템의 하나인 타원곡선 암호 시스템 ECC는 사용하는 키의 크기가 RSA 알고리즘보다 상대적으로 작아 제약적인 환경의 디바이스에 널리 사용되고 있다. 그러나 제약적인 환경의 디바이스에 적용된 ECC의 비밀 키는 스칼라 곱셈 연산을 수행하는 과정에서 전력 분석 공격법에 의해 노출될 수 있다. 본 논문에서는 SECG 표준 타원곡선 파라미터의 스칼라 곱셈 방법에 대해 차분 전력 분석에 대응하고 연산의 효율성을 증가시키는 방법을 알아본다. 제안하는 방법은 비밀 키에 타원곡선 위수의 난수 배를 더하여 차분 전력 분석에 대응하는 Coron의 방법을 사용한다. 연산의 효율성을 증가시키기 위해 SECG 표준 파라미터의 위수 n을 상대적으로 작은 상수 c로 n=2l±c로 표현하고, 2lP =∓cP인 성질을 이용한다. 임의의 난수를 사용한 Coron의 키-난수화 방법은 스칼라 곱셈 수행을 2l번 하는데, 본 논문에서 제안하는 방법은 위수 성질을 이용하면 스칼라 곱셈 수행을 약 (3/2)l번 수행하게 되어 25% 정도 연산의 효율성이 향상된다.

타원곡선암호 알고리즘을 이용한 종단간 MQTT 보안 프로토콜 (End-to-end MQTT security protocol using elliptic curve cryptography algorithm)

  • 민정환;김영곤
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.1-8
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    • 2019
  • 다양한 인터넷 장치들을 상호 연결하여 보다 지능적인 서비스를 제공하기 위한 사물인터넷(IoT)이 확산되고 있으며, 사물인터넷의 대표적 통신 프로토콜로 TCP 기반의 MQTT가 사용되고 있다. MQTT 기반의 IoT 장치 간 데이터 암호화 기술로 TCP의 경우 TLS/SSL 보안 프로토콜 사용을 권고하고 있지만, 저사양/저용량 IoT 장치에 적용할 경우 암복호화로 인한 성능 저하가 초래된다. 본 논문에서는 MQTT 프로토콜로 연결된 IoT 장치 간에 경량화 암호 알고리즘인 타원곡선암호를 적용한 종단간 메시지 보안 프로토콜을 제안하며, TLS/SSL과 제안 프로토콜에 대한 시뮬레이션을 통해 제안 프로토콜이 클라이언트와 서버 양측에서 성능이 향상됨을 검증하였다.