• East Asian mathematical journal
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• 제39권3호
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• pp.291-298
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• 2023

Recently, a new type of encryption called Homomorphic Authenticated Encryption (HAE) has been proposed. This combines the functionality of homomorphic encryption with authentication. Several concrete HAE schemes have been developed and security results for homomorphic authenticated encryption, designed by combining a homomorphic message authentication scheme with a homomorphic secret-key encryption, have been partially reported. In this paper, we analyze the security of a design method that combines homomorphic message authentication and homomorphic encryption, with a focus on the encryption after authentication (EAA) type. The results of our analysis show that while non-forgeability and indistinguishability are maintained, strong non-forgeability is not.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권5호
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• pp.2629-2650
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• 2019

It is important to construct fully homomorphic encryption with ciphertext matrix that makes fully homomorphic encryption become very nature and simple. We present a general design method of constructing fully homomorphic encryption whose ciphertext is matrix. By using this design method, we can deduce a fully homomorphic encryption scheme step by step based on a basic encryption scheme. The process of deduction is similar to solving equation and the final output result is a fully homomorphic encryption scheme with ciphertext matrix. The idea of constructing ciphertext matrix is ciphertexts stack, which don't simply stack ciphertexts together but is to obtain the desired homomorphic property. We use decryption structure as tool to analyze homomorphic property and noise growth during homomorphic evaluation. By using this design method, we obtain three corresponding fully homomorphic encryption schemes. Our obtained fully homomorphic encryption schemes are more efficient. Finally, we introduce the adversary advantage and improve the previous method of estimating concert parameters of fully homomorphic encryption. We give the concert parameters of these schemes.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권5호
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• pp.2588-2609
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• 2019

Speech homomorphic encryption has become one of the key components in secure speech storing in the public cloud computing. The major problem of speech homomorphic encryption is the huge data expansion of speech cipher-text. To address the issue, this paper presents a speech homomorphic encryption scheme with less data expansion, which is a probabilistic statistics and addition homomorphic cryptosystem. In the proposed scheme, the original digital speech with some random numbers selected is firstly grouped to form a series of speech matrix. Then, a proposed matrix encryption method is employed to encrypt that speech matrix. After that, mutual information in sample speech cipher-texts is reduced to limit the data expansion. Performance analysis and experimental results show that the proposed scheme is addition homomorphic, and it not only resists statistical analysis attacks but also eliminates some signal characteristics of original speech. In addition, comparing with Paillier homomorphic cryptosystem, the proposed scheme has less data expansion and lower computational complexity. Furthermore, the time consumption of the proposed scheme is almost the same on the smartphone and the PC. Thus, the proposed scheme is extremely suitable for secure speech storing in public cloud computing.

• 정보보호학회논문지
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• 제33권4호
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• pp.601-608
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• 2023

동형 암호 기술은 최근 널리 연구되고 있는 유망한 기술로서, 데이터를 암호화한 상태에서도 연산이 가능하게 하는 기술이다. 본 논문에서는 서지통계학적 분석을 통해 6,047개의 동형 암호 논문을 대상으로 연구 동향을 체계적으로 분석한다. 구체적으로 연도별 논문 수 분석, 키워드 상관관계, 주제 군집 분석, 동형 암호 관련 키워드의 연도별 변화 분석, 그리고 동형 암호 연구 수행 기관의 국가 분석을 통해 동형 암호 기술의 연구 동향을 객관적이고 정량적으로 분석한다. 이러한 분석 결과는 동형 암호를 연구하고 활용하는데 필요한 전략적인 방향성을 제공하며, 이는 후속 연구, 산업 응용 등에 큰 도움이 될 것이다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권11호
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• pp.4522-4536
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• 2020

Nowadays, cloud is the fastest emerging technology in the IT industry. We can store and retrieve data from the cloud. The most frequently occurring problems in the cloud are security and privacy preservation of data. For improving its security, secret information must be protected from various illegal accesses. Numerous traditional cryptography algorithms have been used to increase the privacy in preserving cloud data. Still, there are some problems in privacy protection because of its reduced security. Thus, this article proposes an ElGamal Elliptic Curve (EGEC) Homomorphic encryption scheme for safeguarding the confidentiality of data stored in a cloud. The Users who hold a data can encipher the input data using the proposed EGEC encryption scheme. The homomorphic operations are computed on encrypted data. Whenever user sends data access permission requests to the cloud data storage. The Cloud Service Provider (CSP) validates the user access policy and provides the encrypted data to the user. ElGamal Elliptic Curve (EGEC) decryption was used to generate an original input data. The proposed EGEC homomorphic encryption scheme can be tested using different performance metrics such as execution time, encryption time, decryption time, memory usage, encryption throughput, and decryption throughput. However, efficacy of the ElGamal Elliptic Curve (EGEC) Homomorphic Encryption approach is explained by the comparison study of conventional approaches.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권8호
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• pp.3826-3851
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• 2016

With traditional data storage solutions becoming too expensive and cumbersome to support Big Data processing, enterprises are now starting to outsource their data requirements to third parties, such as cloud service providers. However, this outsourced initiative introduces a number of security and privacy concerns. In this paper, homomorphic encryption is suggested as a mechanism to protect the confidentiality and privacy of outsourced data, while at the same time allowing third parties to perform computation on encrypted data. This paper also discusses the challenges of Big Data processing protection and highlights its differences from traditional data protection. Existing works on homomorphic encryption are technically reviewed and compared in terms of their encryption scheme, homomorphism classification, algorithm design, noise management, and security assumption. Finally, this paper discusses the current implementation, challenges, and future direction towards a practical homomorphic encryption scheme for securing outsourced Big Data computation.

• 융합보안논문지
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• 제19권3호
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• pp.61-70
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• 2019

최근 엄청난 계산 능력을 보여주는 양자 컴퓨터와 정보 접근성이 높고 비용이 낮은 클라우드 컴퓨팅에 대한 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 양자 컴퓨터의 경우 양자오류정정부호가 필수적이며, 클라우드 컴퓨팅의 경우 보안성 및 계산성을 확보하기 위해 동형암호가 사용될 수 있다. 각각 다른 목적을 위해 사용되는 이 두 기법은 서로 비슷한 가정을 바탕으로 하고 있어, 양자오류정정부호를 기반으로 동형암호를 구성하는 연구들이 진행되어왔다. 따라서 본 논문에서는 일반적인 양자오류정정부호를 변형하여 동형암호적 양자정보처리가 가능한 기법을 제시한다. 기존의 양자오류정정부호를 이용한 동형암호기법의 경우 부호를 사용하였지만 오류정정 능력이 전혀 없는데 반해, 제시한 양자오류정정부호 기법을 사용하면 동형암호적 양자정보처리가 가능하면서도, 동시에 양자오류정정부호 본연의 기능인 양자정보의 연산, 저장 중의 오류를 정정할 수 있는 장점이 존재한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.941-949
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• 2014

클라우드 컴퓨팅 서비스는 스마트기기의 보급과 맞물려 편리함을 장점으로 수요가 급격히 증가하고 있다. 시장의 관심을 받으면서 클라우드 컴퓨팅 시스템이 정말로 안전한지에 대한 관심도 높아지고 있는 상황이다. 클라우드 환경의 특성상 서비스 제공자는 데이터를 위탁받는 입장에서 사용자의 개인정보를 유출할 수 있게 되는데, 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 완전 동형 암호가 대두되고 있다. 완전 동형 암호는 사용자의 암호화된 데이터를 복호화하지 않고 연산을 가능하게 하는 암호체계이다. 완전 동형 암호를 이용하면 기밀성을 보장하면서 암호문에 대한 키가 없어도 연산을 수행할 수 있기 때문에 클라우드 컴퓨팅 환경에서 발생할 수 있는 보안 위협 요소들을 제거하는데 효과적일 것으로 전망하고 있다. 본 논문에서는 클라우드 컴퓨팅 서비스에서 발생할 수 있는 보안 위협 요소들을 조사하고 이를 해결할 수 있는 완전 동형 암호에 대하여 살펴본다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제13권8호
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• pp.36-43
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• 2013

완전동형암호는 암호화된 자료를 복호화 하는 과정을 거치지 않고 원하는 자료를 검색 및 통계처리 할 수 있도록 하는 암호기반 기술이다. 완전동형암호는 암호화 및 복호화에 소요되는 시간을 줄여줌으로써 검색 속도를 향상시키고 통계 처리를 위해 복호화 된 자료의 유출로 인한 피해를 막을 수 있는 기술로 주목받고 있다. 또한 최근 보편화 되고 있는 클라우드 컴퓨팅 환경에서 개인 정보가 외부의 저장 공간에 저장됨으로써 발생할 수 있는 여러 가지 문제점을 해결해 줄 것으로 기대를 모으고 있다. 완전동형암호가 처음 제안된 70년대 이후 지금까지 효율성과 기능성을 만족시키는 알고리즘을 개발하기 위한 연구가 계속되어 왔다. 본 고에서는 최근 활발한 연구가 진행되고 있는 완전동형암호의 연구 방향에 대해서 살펴보고자 한다.

• ETRI Journal
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• 제38권1호
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• pp.123-132
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• 2016

The Boneh, Goh, and Nissim (BGN) cryptosytem is the first homomorphic encryption scheme that allows additions and multiplications of plaintexts on encrypted data. BGN-type cryptosystems permit very small plaintext sizes. The best-known approach for the expansion of a message size by t times is one that requires t implementations of an initial scheme; however, such an approach becomes impractical when t is large. In this paper, we present a method of message expansion of BGN-type homomorphic encryption using composite product pairing, which is practical for relatively large t. In addition, we prove that the indistinguishability under chosen plaintext attack security of our construction relies on the decisional Diffie-Hellman assumption for all subgroups of prime order of the underlying composite pairing group.