• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.1083-1091
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• 2017

NIST 표준에 정의된 소수체(prime field) GF(p) 상의 224-비트 타원곡선을 지원하는 타원곡선 암호 프로세서를 설계하였다. 타원곡선 암호의 핵심 연산인 스칼라 점 곱셈을 수정형 Montgomery ladder 알고리듬을 이용하여 구현하였다. 점 덧셈과 점 두배 연산은 투영(projective) 좌표계를 이용하여 연산량이 많은 나눗셈 연산을 제거하였으며, 소수체 상의 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 제곱 연산만으로 구현하였다. 스칼라 점 곱셈의 최종 결과값은 다시 아핀(affine) 좌표계로 변환되어 출력하며, 이때 사용되는 역원 연산은 Fermat's little theorem을 이용하여 구현하였다. 설계된 ECC 프로세서를 Virtex5 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였다. $0.18{\mu}m$공정의 CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 10 MHz의 동작 주파수에서 2.7-Kbit RAM과 27,739 GE로 구현되었고, 최대 71 MHz의 동작 주파수를 갖는다. 스칼라 점 곱셈에 1,326,985 클록 사이클이 소요되며, 최대 동작 주파수에서 18.7 msec의 시간이 소요된다.

• 정보교육학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.507-518
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• 2016

본 논문에서는 STEAM 교육과 미래 유망직종인 컴퓨터 전문가 중 하나인 양자컴퓨터 전문가 대한 간접 체험의 기회를 제공하고자 국가수준 교육과정과의 연관성을 분석하여 초등학교 3-4학년을 위한 양자컴퓨터 전문가에 대하여 알아보고 자신의 진로와 연관지어 생각해볼 수 있는 STEAM 교육프로그램을 개발하였다. 하지만 초등학생들이 물리학 중 가장 어렵다는 양자역학을 근본으로 하는 양자컴퓨터의 기본이론을 이해하는 것이란 거의 불가능하다. 따라서 본 논문에서는 게이미피케이션 메카니즘을 적용하여 양자역학 원리를 배울 수 있는 STEAM 프로그램을 제안하였다. 학생들이 흥미를 유발하고 양자컴퓨터의 가장 기본적인 원리 중 하나인 양자스핀과 양자컴퓨터와 연관된 양자암호, 그리고 아직 양자컴퓨터의 미완성 등을 간접적으로 체험할 수 있도록 교재를 개발하였으며, 이를 현장에 직접 적용하였다. 본 연구에서 제공하는 진로 STEAM 교육프로그램은 IT관련 진로 탐색과 관련 소양 함양에 긍정적인 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.1296-1302
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• 2016

경량 암호기술 표준인 ISO/IEC 29192-2에서 블록암호 표준으로 지정된 초경량 블록암호 알고리듬 PRESENT의 하드웨어 구현에 대해 기술한다. 암호 전용 코어와 암호/복호 기능을 갖는 두 종류의 PR80 크립토 코어를 80 비트의 마스터키를 지원하도록 설계하였다. 설계된 PR80 크립토 코어는 블록암호의 기본 ECB (electronic code book) 운영모드를 수행하며, 마스터키 재입력 없이 평문/암호문 블록들을 연속적으로 처리할 수 있도록 설계되었다. PR80 크립토 코어는 Verilog HDL을 사용하여 소프트 IP로 설계되었으며, Virtex5 FPGA에 구현하여 정상 동작함을 확인하였다. 설계된 코어를 $0.18{\mu}m$ 공정의 CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과, 암호 전용 코어와 암호/복호 코어는 각각 2,990 GE와 3,687 GE로 구현되어 적은 게이트를 필요로 하는 IoT 보안 응용분야에 적합하다. 암호 전용 코어와 암호/복호 코어의 최대 동작 주파수는 각각 500 MHz와 444 MHz로 평가되었다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제14C권3호
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• pp.229-238
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• 2007

센서 네트워크는 유비쿼터스 컴퓨팅 구현을 위한 기반 네트워크 중의 하나로 그 중요성이 점차 부각되고 있으며, 네트워크 특성상 보안 기술 또한 기반 기술과 함께 중요하게 인식되고 있다. 현재까지 진행된 센서 네트워크 보안 기술은 암호화에 의존하는 인증 구조나 키 관리 구조에 대한 연구가 주를 이루었다. 그러나 센서 노드는 쉽게 포획이 가능하고 암호화 기술을 사용하는 환경에서도 키가 외부에 노출되기 쉽다. 공격자는 이를 이용하여 합법적인 노드로 가장하여 내부에서 네트워크를 공격할 수 있다. 따라서 네트워크의 보안을 보장하기 위해서는 실행 가능한 내부 공격 및 그 영향에 대한 분석이 필요하며 이를 통해 내부 공격에 대비한 안전한 메커니즘이 개발되어야 한다. 본 논문에서는 애드 혹 네트워크의 대표적인 라우팅 프로토콜이며, 센서 네트워크에서도 적용 가능한 AODV (Ad-hoc On-Demand Distance Vector) 프로토콜 분석을 통해 라우팅시 가능한 내부 공격을 모델링하고 이를 탐지할 수 있는 메커니즘을 제안하였다. 모델링한 공격은 AODV 프로토콜에서 사용하는 메시지를 변조하여 정상 노드들이 공격자를 통한 경로를 선택하게 만드는 것을 목표로 한다. 이러한 공격은 패킷스니핑 및 선택적 혹은 전 트래픽의 필터링과 변조 공격의 기본이 될 수 있다. 시뮬레이션을 통해 내부 공격이 정상 트래픽에 미치는 영향을 분석하였고, 흡수 정보를 이용한 간단한 탐지 메커니즘을 제안하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제14C권6호
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• pp.463-470
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• 2007

공개키기반구조에서 공개키 인증서의 효율적 폐지방법은 가장 중요한 연구 분야 중 하나이다. 2001년 Boneh et al.는 RSA 기반 암호시스템에서 사용자의 공개키 인증서를 즉각적으로 폐지할 수 있는 mediated RSA 기법을 제안하였다. 기본 mediated RSA 구조는 Security Mediator(SEM)이라는 중재자를 이용하는 것으로, 사용자가 메시지에 서명 혹은 복호화 연산을 수행하기 위해서는 중재자로부터 토큰을 먼저 얻어야만 한다. 즉, 사용자의 공개키 인증서가 유효하지 않으면 중재자인 SEM은 토큰발행을 중지함으로써 즉각적으로 사용자의 서명 능력 혹은 복호화 능력을 폐지시킬 수 있게 된다. 최근 Libert와 Quisquater는 mediated RSA의 SEM 구조를 이용한 즉각적인 폐지기법이 Boneh-Franklin의 ID 기반 암호기법과 GDH그룹에 기반한 전자서명에도 적용될 수 있다는 것을 보였다. 이 논문에서는 먼저 안전한 ID기반 전자서명(IBS)에 SEM의 구조가 적용된 중재자를 이용한 ID기반 전자서명기법, mIBS를 제안한다. 제안한 기법은 여러 서명값들을 한 번에 검증할 수 있는 배치검증 성질을 유지하게 된다. 또한, Libert와 Quisquater가 제안한 GDH그룹에 기반한 전자서명기법은 개인키의 노출 시 이전 서명값에 대한 위조가 가능하게 되는 순방향 안전성이 보장되지 않는다. 이에, 제안된 mIBS에 기반하여 중재자 기반의 키 업데이팅 전자서명 기법인 mKUS를 설계함으로써 순방향 안전성을 제공하였다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.122-133
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• 1999

TCP/Ip 기반하의네트워크 사용으로 많은 사용자들은 서로 정보를 공유하고 자원을 효율적으로 이용할 수 있게 되었다. 그러나 복잡해진 망 구조를 효율적으로 관리할 수 있는 프로토콜이 필요하게 되었다. 1989년 분산된 네트워크의 망 관리를 위하여 SNMP(Simple Network Management Protocol)가 표준으로 채택되었고 그후 보안 기능이 추가된 SNMPv2에서 제공하는암호화 방식은 대칭형 암호화 방식인 DES(Data Encryption Standard)와 인증 (Authentication)을 위한 MD5(Message Digest 5) 해쉬 함수이다. 그러나 DES는 키 길이의 취약성과 암호화 및 인증 알고리즘이 분리되어 수행되는 단범을 가진다. 이를 해결할 수 있는 방안으로 본 논문의 보안모듈에서는 RSA 공개키 방식을 사용한다. 본 논문은 SNMP와 관련된 사항들에 대해 고찰한 후, 표준 SNMPv3에서 제안하는 암호화 알고리즘 DES와 인증을 위한 MD5방식과 더불어 암호화와 인증을 동시에 수행할 수 있는 공개키 방식인 RSA를 적용함으로써 보안성을 강화하였다. 제안한 SNMPv3의 보안 모듈은 JAVA 언어로 구현하였으며 Windows NT 환경에서 실험되고 분석되었다.

• 융합보안논문지
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• 제14권7호
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• pp.3-8
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• 2014

최근 들어 스마트폰과 유비쿼터스 컴퓨팅 기술의 발전으로 인해 U-헬스케어 서비스에 대한 이용 요구가 급격히 증가하고 있다. 더욱이 스마트폰을 이용한 의료정보시스템에 대한 접근과 사용 요구도 급격히 증가하고 있다. 의사들이나 환자들이 스마트폰을 이용해서 의료정보시스템에 아무 곳에서나 쉽고 빠르게 접근해서 의료 서비스를 제공 받을 수 있는 장점을 갖는 것과 달리 의료정보들에 대한 사생활 보호문제, 위치정보 노출문제, 개인정보 침해 등과 같은 보안 문제가 발생할 가능성이 높아졌다. 그러므로 본 연구에서는 의료 근로자들이 스마트폰을 사용해서 의료정보시스템에 접속하여 환자들에 대한 의료정보들을 기록, 저장, 수정, 관리할 때 발생할 수 있는 보안 문제들로부터 안전한 의료정보 보호시스템을 제안하고자 한다. 제안시스템에서는 의료 근로자들이 의료정보시스템에 접근 시 GOTP를 추가로 SMS로 전달받아 추가 인증 단계를 거침으로써 신분 위조 공격을 차단할 수 있도록 하였다. 그리고 제안시스템에서 사용자와 의료정보시스템 사이에 송 수신하는 모든 정보들을 스마트폰에서도 처리가 가능한 가볍고 빠른 암호 알고리즘을 적용함으로써 비밀성, 무결성, 위치정보 노출, 개인정보 침해 등에 대해서 방지할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권6호
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• pp.80-88
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• 2008

본 논문에서는 스마트카드 적용을 위하여 국내외 블록 암호화 표준 알고리즘인 3-DES(Triple Data Encryption Standard), AES(Advanced Encryption Standard), SEED, HASH(SHA-1)를 통합한 저전력 암호화 엔진을 하드웨어로 구현하였다. 휴대용 기기에 필수적인 작은 면적과 저전력을 위하여 하나의 라운드에 대한 각각의 암호화 블록을 구현한 후 반복동작을 하도록 설계하였고 두 단계의 클록 게이팅 기술을 적용하였다. 설계한 통합 암호화 엔진은 ALTERA Excalibur EPXA10F1020C2를 사용하여 검증하였고 합성결과 7,729 LEs와 512 바이트 ROM을 사용하여 최대 24.83 MHz 속도로 동작이 가능하였다. 삼성 0.18 um STD130 CMOS 스탠다드 셀 라이브러리로 합성한 결과 44,452 게이트를 사용하며 최대 50 MHz의 속도로 동작이 가능하였다. 또한 전력소모를 측정한 결과 25 MHz의 속도로 동작할 경우 3-DES, AES, SEED, SHA-1 모드일 때 각각 2.96 mW, 3.03 mW, 2.63 mW, 7.06 mW의 전력소모를 할 것으로 예측되었다. 이러한 저전력 통합 암호화 엔진은 스마트카드 적용에 가장 적합한 구조를 갖고 있으며 그 외에도 다양한 암호화 시스템에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권4호
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• pp.79-86
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• 2016

물리계층보안은 신호의 물리적 특성을 이용하여 정보를 보호하는 보안 기법이다. 현재 이에 대한 연구가 활발히 진행 중이지만 해결해야할 다음과 같은 문제점들이 존재한다. 도청자는 자신의 존재를 숨기기 위해서 자신의 채널상태정보를 다른 합법적인 노드와 공유하지는 않는다. 그리고 노드가 신호를 전송할 때 하드웨어 왜곡이 발생하지만 많은 연구들은 노드 모델들이 이상적인 것으로 가정을 하고, 하드웨어 왜곡문제를 고려하지 않고 있다. 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 본 논문의 주요한 특징 및 기여도는 다음과 같다. 첫째, 도청자의 채널상태정보를 얻기 위해서 조력자노드를 합법적인 노드주변에 설치하고, 조력자노드의 채널상태정보를 이용하여 노드모델에서 하드웨어 왜곡을 고려한다. 둘째, 제안된 시스템 모델의 인터셉트 확률에 대한 Closed-Form Expression을 제시한다. 제안된 시스템의 성능평가를 위해서 다양한 시뮬레이션를 통하여 제안된 시스템 모델의 물리계층보안에 미치는 영향을 알아본 결과, 불완전한 채널상태정보는 인터셉트 확률에는 영향을 미치지 못한 반면에, 불완전한 노드모델의 경우, 인터셉트 확률, 에르고딕 시크리스 용량과 보안채널용량에 영향을 준다는 것을 보여준다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권4호
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• pp.41-49
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• 2010

본 논문은 다중 언폴딩 기법을 이용한 고속 SHA-1 해쉬 알고리즘 구현 방법을 제시하였다. 제안된 SHA-1 해쉬 구조는 알고리즘의 반복적인 단계 연산을 언폴딩한 후 연산의 순서를 재 배열하고, 임계경로에 포함된 연산의 일부를 이전 단계에서 선행연산하여 임계경로의 길이를 줄였다. 제안된 SHA-1 해쉬 구조는 최대 118 MHz의 동작주파수에서 5.9 Gbps 처리량을 나타낸다. 이는 기존의 SHA-1 보다 전송량이 26% 증가하였고, 회로 크기가 32% 감소하는 결과를 얻었다. 또한 이 논문에서는 여러 개의 SHA-1 모듈을 시스템 레벨에서 병렬로 연결하여 여러 개의 SHA-1을 다중 처리하여 고속화를 할 수 있는 모델을 제안했다. 이 모델은 하나의 SHA-1을 사용하는 것보다 빠르게 데이터를 처리할 수 있고 입력되는 데이터의 최소한의 지연으로 처리 가능하다. 제안된 모델은 입력되는 데이터가 지연 없이 처리 되도록 하기 위해 필요로 하는 SHA-1의 FPGA 수를 구할 수도 있다. 고속화된 SHA-1은 압축된 메시지에 유용하게 사용될 수 있고 모바일 통신이나 인터넷 서비스 등의 강한 보안에 널리 이용가능하다.