• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.58-67
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• 2019

NIST 표준으로 정의된 $GF(2^m)$ 상의 슈도 랜덤 곡선과 Koblitz 곡선을 지원하는 타원곡선 암호(ECC) 프로세서 설계에 대해 기술한다. 고정된 크기의 데이터 패스를 사용하여 5가지 키 길이를 지원함과 아울러 경량 하드웨어 구현을 위해 워드 기반 몽고메리 곱셈기를 기반으로 유한체 연산회로를 설계하였다. 또한, Lopez-Dahab 좌표계를 사용함으로써 유한체 나눗셈을 제거하였다. 설계된 ECC 프로세서를 FPGA 검증 플랫폼에 구현하고, ECDH(Elliptic Curve Diffie-Hellman) 키 교환 프로토콜 동작을 통해 하드웨어 동작을 검증하였다. 180-nm CMOS 표준 셀 라이브러리로 합성한 결과 10,674 등가 게이트와 9 kbit의 dual-port RAM으로 구현되었으며, 최대 동작 주파수는 154 MHz로 평가되었다. 223-비트 슈도 랜덤 타원곡선 상의 스칼라 곱셈 연산에 1,112,221 클록 사이클이 소요되며, 32.3 kbps의 처리량을 갖는다.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권3호
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• pp.323-331
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• 2017

다양한 스마트기기들의 발달로, 최근 들어 스마트기기를 이용한 U-헬스케어 관련 서비스들이 증가하고 있다. 하지만 U-헬스케어 서비스는 민감한 개인의 건강 정보를 다루는 것이기 때문에 정보보안이 매우 중요하다. 정보보안 이슈를 해결하기 위해서는 의료정보에 대한 암호화 기능이 기본적으로 제공되어야 하며, 이를 위한 암호키 교환 방법이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 스마트 기기들을 활용하여 안전한 U-헬스케어 서비스를 위한 키 교환 프로토콜을 제안한다. 제안하는 프로토콜은 스마트 기기들에 적합하도록 비교적 짧은 키 길이로 높은 보안성을 제공하는 타원곡선 기반의 공개키 암호방식을 기반으로 설계 되었다. 또한, 키 교환 프로토콜을 수행할 때, 스마트워치를 보조 기기로 활용함으로써 사용자 인증을 강화하고 보안성을 높였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권12호
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• pp.1609-1617
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• 2019

ECC (Elliptic Curve Cryptography)와 RSA를 기반으로 하는 다양한 공개키 암호 프로토콜 구현을 지원하는 하드웨어 가속기 설계에 관해 기술한다. NIST 표준으로 정의된 소수체 상의 5가지 타원곡선과 3가지 키길이의 RSA를 지원하며 또한, 4가지 타원곡선 점 연산과 6가지 모듈러 연산을 지원하도록 설계되어 ECC와 RSA 기반 다양한 공개키 암호 프로토콜의 하드웨어 구현에 응용될 수 있다. 저면적 구현을 위해 내부 유한체 연산회로는 32 비트의 데이터 패스로 설계되었으며, 워드 기반 몽고메리 곱셈 알고리듬, 타원곡선 점 연산을 위해서는 자코비안 좌표계, 그리고 모듈러 곱의 역원 연산을 위해서는 페르마 소정리를 적용하였다. 설계된 하드웨어 가속기를 FPGA 디바이스에 구현하여 EC-DH 키교환 프로토콜과 RSA 암호·복호 둥작을 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였다. 180-nm CMOS 표준 셀 라이브러리로 합성한 결과, 50 MHz 클록 주파수에서 20,800 등가게이트와 28 kbit의 RAM으로 구현되었으며, Virtex-5 FPGA 디바이스에서 1,503 슬라이스와 2개의 BRAM으로 구현되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.2192-2198
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• 2012

VANET은 다수의 차량노드들이 무선통신 기술을 이용하여 차량노드간 통신 및 차량과 RSU 사이의 통신을 제공하는 네트워크 환경으로써, 사람의 안전과 생명을 보호 하는 중요한 역할을 한다. 때문에 보안은 충분히 고려되어야 하며, 차량간 교환되는 메시지는 인증이 매우 중요하다. 최근 Zhang등은 RAISE를 통해 VANET에서 메시지를 교환하는 방법으로 Diffie-Hellman 키 교환 프로토콜을 사용하는 제안하였으나 이는 여러 공격에 취약한 문제점이 있다. 본 논문에서는 ECDH 키 교환 프로토콜을 사용하여 대칭키를 수립하는 기법을 제안하고 비교분석을 통해 안전성과 키 생성과 교환에 걸리는 시간 단축을 확인한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.103-118
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• 2002

네트워크 상에 전송되는 메시지에 대한 기밀성을 제공하기 위해 암호 시스템의 사용이 점차 증가하고 있으며, 키분배 프로토콜은 안전한 암호 시스템을 구현하는데 가장 필수적인 요소이다. 최근 들어 국내·외에서는 암호화 기능을 제공하는 정보 보안 제품들이 많이 개발되고 있으나, 각 제품에서 사용되는 키 분배 프로토콜의 안전성에 대한 정화한 증명없이 산발적으로 제안되고 있는 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 최근에 발표된 표준 키 분배 프로토콜 중 타원 곡선 암호 시스템을 이용하는 ANSI X9.63의 키 분배 프로토콜들에 대해 세션키 설정 과정과 특징을 자세히 분석하고, 이를 기반으로 하여 여러 공격자 모델에 대한 각 프로토콜의 안전성을 분석하고자 한다. 또한, 키 분배 프로토콜의 주요 응용분야의 요구사항을 분석하고 각 분야에 가장 적합한 프로토콜을 제안한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.1912-1918
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• 2016

MPTCP(Multipath Transmission Control Protocol)는 두 호스트의 연결설정 시, 다수의 TCP 경로를 구성하여 동시에 데이터를 송수신할 수 있다. 따라서 MPTCP는 경로를 추가하려는 호스트의 유효성을 확인하기 위한 인증과정이 필요하기 때문에 초기 연결 설정 시, 키를 교환하여 인증용 토큰을 만든다. 하지만 기존 MPTCP의 토큰은 공개적으로 전송된 키를 그대로 사용하여 생성되기 때문에 MITM(Man In The Middle) 공격에 취약하다. 본 연구에서는 기존 MPTCP 키 교환방식에 ECDH(Elliptic Curve Diffie-Hellman) 키 교환 알고리즘을 적용시켜 기존의 키를 ECDH 공개키로 대체하고, 두 호스트만이 알 수 있는 비밀키를 생성하여 토큰을 만들기 위한 키로 사용하도록 하였다. 또한, 비밀키를 사용하여 데이터의 암호 및 복호화까지 지원하는 방법을 설계하고 구현함으로써 기존 MPTCP에 기밀성을 추가하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권12호
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• pp.3366-3383
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• 2012

Reliance on the Internet has introduced Voice over Internet Protocol (VoIP) to various security threats. A reliable security protocol and an authentication scheme are thus required to prevent the aforementioned threats. However, an authentication scheme often demands additional cost and effort. Accordingly, a security framework for known participants in VoIP communication is proposed in this paper. The framework is known as Randomness-Optimized Self-Securing (ROSS), which performs authentication automatically throughout the session by optimizing the uniqueness and randomness of the communication itself. Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH) key exchange and Salsa20 stream cipher are utilized in the framework correspondingly to secure the key agreement and the communication with low computational cost. Human intelligence supports ROSS authentication process to ensure participant authenticity and communication regularity. The results show that with marginal overhead, the proposed framework is able to secure VoIP communication by performing reliable authentication.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.1267-1275
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• 2017

NIST 표준에 정의된 이진체(binary field) 상의 233-비트 타원곡선을 지원하는 타원곡선 암호(elliptic curve cryptography; ECC) 프로세서를 설계하였다. 타원곡선 암호 시스템의 핵심 연산인 스칼라 점 곱셈을 수정형 Montgomery ladder 알고리듬을 이용하여 구현함으로써 단순 전력분석에 강인하도록 하였다. 점 덧셈과 점 두배 연산은 아핀(affine) 좌표계를 기반으로 유한체 $GF(2^{233})$ 상의 곱셈, 제곱, 나눗셈으로 구현하였으며, shift-and-add 방식의 곱셈기와 확장 유클리드 알고리듬을 이용한 나눗셈기를 적용함으로써 저면적으로 구현하였다. 설계된 ECC 프로세서를 Virtex5 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였다. $0.18{\mu}m$ 공정의 CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 49,271 GE로 구현되었고, 최대 345 MHz의 동작 주파수를 갖는다. 스칼라 점 곱셈에 490,699 클록 사이클이 소요되며, 최대 동작 주파수에서 1.4 msec의 시간이 소요된다.

• 디지털융복합연구
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• 제10권3호
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• pp.105-111
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• 2012

광대역 케이블 네트워크를 통해 전송되는 IPTV는 방송 매체에 관한 시청자의 요구를 처리할 수 있는 소프트웨어와 셋톱박스로 구성된 망이다. 그러나 현재 운용되고 있는 IPTV 시스템은 사용자와 CAS간 안전성 문제가 보장되어 있지 않아 보안 공격에 취약한 문제점이 있다. 이 논문에서는 사용자가 불법적으로 IPTV 서비스를 시청하는 것을 막기 위해서 STB에서 사용자의 속성 값에 따라 서비스를 제한하는 사용자 인증 프로토콜을 제안한다. 제안 프로토콜은 사용자의 속성 값을 비트 형태로 일정한 규칙에 따라 순서를 교체해서 일련의 속성 값들을 일방향 해쉬 함수와 타원곡선 Diffie-Hellman 키 교환 알고리즘에 적용함으로써 사용자 인증 및 계산 비용을 단축하고 있다. 또한 사용자는 스마트카드를 이용하여 인증 메시지를 생성하고 한 번의 등록으로 속성에 따라 다양한 서비스를 제공받을 수 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.113-124
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• 2002

지금까지 연구된 패스워드 기반 인증 키 공유 프로토콜에 대한 제안은 대부분이 증명 가능한 안전성 논의에 초점이 맞추어져 있었다. 하지만 모바일(mobile) 환경과 같은 실제적인 환경에서는 안전성만큼이나 효율성은 매우 중요한 논의사항이다. 본 논문에서는 랜덤 오라클(random oracle) 모델에서 안전성이 증명된 $PAK^{[1]}$의 효율성에 대해 논의한다. PAK을 구성하는데 쓰이는 4개의 해쉬 함수 $H_i, (1\leq i\leq 4)$ 가운데 패스워드의 증명자를 생성하는 첫 번째 해쉬 함수는 PAK의 효율성에 가장 중요한 영향을 미친다. ［1］에서 제시된 $H_1$의 구성에 대한 두 가지 방법을 분석하고, 위수 q인 또 다른 생성원을 사용하는 $H_{1q}$ 방법이 효율성에 장점을 가짐을 보인다. ［2］에서 제안과는 다르게, 패스워드에 대한 해쉬 함수 출력 값을 타원곡선 위의 점 또는 XTR 부분군의 원소로 변환시키는 부가적인 절차를 요구하지 않는 PAK2-EC와 PAK2-XTR을 제시한다. 마지막으로, PAK2 프로토콜을 SPEKE, AMP 그리고 SRP와 같은 패스워드 기반 인증 키 공유 프로토콜들과 계산량을 비교한다.