• 정보보호학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.43-54
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• 2002

McEliece introduced a public-key cryptosystem based on Algebraic codes, specially binary classical Goppa which have a good decoding algorithm and vast number of inequivalent codes with given parameters. And the advantage of this system low cost of their encryption and decryption procedures compared with other public-key systems specially RSA, ECC based on DLP(discrete logarithm problem). But in [1], they resent new attack based on probabilistic algorithm to find minimum weight codeword, so for a sufficient security level, much larger parameter size [2048, 1608,81]is required. Then the big size of public key make McEliece PKC more inefficient. So in this paper, we will propose New Type PKC using q-ary Hyperelliptic code so that with smaller parameter(1 over 3) but still work factor as hi인 as McEliece PKC and faster encryption, decryption can be maintained.

• 정보와 통신
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• 제32권6호
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• pp.23-29
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• 2015

오류 정정 부호(error-correcting code)를 사용하는 McEliece 암호 체계는 양자 컴퓨터에서도 안전한 공개키 암호기법으로서 주목 받아왔다. 본고에서는 McEliece 암호 체계에 사용되는 오류 정정 부호와 그 조건, 암호 체계의 구조와 그 발전 과정 및 응용을 알아보고, 안전성 분석에 대해 소개한다.

• 한국정보보호학회:학술대회논문집
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• 한국정보보호학회 1991년도 학술발표논문집
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• pp.40-48
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• 1991

McEliece 공개키 암호체계에 대한 새로운 암호해독적 공격이 제시되어진다. 기존의 암호해독 algorithm이 exponential-time의 complexity를 가지는 반면, 본고에서 제시되어지는 algorithm은 polynomial-time의 complexity를 가진다. 모든 linear codes에는 systematic generator matrix가 존재한다는 사실이 본 연구의 동기가 된다. Public generator matrix로부터, 암호해독에 사용되어질 수 있는 새로운 trapdoor generator matrix가 Gauss-Jordan Elimination의 역할을 하는 일련의 transformation matrix multiplication을 통해 도출되어진다. 제시되어지는 algorithm의 계산상의 complexity는 주로 systematic trapdoor generator matrix를 도출하기 위해 사용되는 binary matrix multiplication에 기인한다. Systematic generator matrix로부터 쉽게 도출되어지는 parity-check matrix를 통해서 인위적 오류의 수정을 위한 Decoding이 이루어진다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 추계학술발표대회
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• pp.179-182
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• 2023

양자 알고리즘인 Shor 알고리즘으로 공개키 암호의 보안성이 붕괴됨에 따라 NIST는 양자내성암호 표준화 공모전을 진행하였다. 또한 암호시스템의 양자 후 보안을 위해, 양자 컴퓨터상에서 암호 알고리즘들을 미리 구현하고 분석하는 연구가 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는, NIST 양자내성암호 공모전 Round 4의 후보 알고리즘인 Classic McEliece의 공개키 생성 양자 회로 구현을 제시하고 회로에 필요한 양자 자원을 추정한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권2호
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• pp.1100-1123
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• 2019

A code-based cryptosystem can resist quantum-computing attacks. However, an original system based on the Goppa code has a large key size, which makes it unpractical in embedded devices with limited sources. Many special error-correcting codes have recently been developed to reduce the key size, and yet these systems are easily broken through side channel attacks, particularly differential power analysis (DPA) attacks, when they are applied to hardware devices. To address this problem, a higher-order masking scheme for a McEliece cryptosystem based on the quasi-dyadic moderate density parity check (QD-MDPC) code has been proposed. The proposed scheme has a small key size and is able to resist DPA attacks. In this paper, a novel McEliece cryptosystem based on the QD-MDPC code is demonstrated. The key size of this novel cryptosystem is reduced by 78 times, which meets the requirements of embedded devices. Further, based on the novel cryptosystem, a higher-order masking scheme was developed by constructing an extension Ishai-Sahai-Wagne (ISW) masking scheme. The authenticity and integrity analysis verify that the proposed scheme has higher security than conventional approaches. Finally, a side channel attack experiment was also conducted to verify that the novel masking system is able to defend against high-order DPA attacks on hardware devices. Based on the experimental validation, it can be concluded that the proposed higher-order masking scheme can be applied as an advanced protection solution for devices with limited resources.

• 정보보호학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.1099-1112
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• 2018

미래에 양자컴퓨터가 상용화될 것을 대비하여 전 세계적으로 양자컴퓨터에도 안전한 후 양자 암호(post quantum cryptography)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그중 빠른 속도와 높은 안전성을 제공하는 부호 기반 암호시스템에 대하여 다양한 부채널 분석에 대한 취약점이 발견되고 있으며, 이에 따라 부채널 분석에 안전한 암호시스템 설계를 위한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 HyMES(Hybrid McEliece Scheme)에 대해 단 하나의 파형만을 이용하여 비밀키를 복원하는 방법을 제안한다. HyMES는 기존에 제안되었던 McEliece에 비해 키 크기가 작고, 암복호화 속도 또한 기존보다 빠르게 설계된 부호 기반 공개키 암호시스템이다. HyMES 복호화 알고리즘에는 신드롬 값 계산에 필요한 패리티 검사 행렬(parity-check matrix)을 연산하는 과정이 있다. 본 논문에서는 이 과정에서 사용되는 비선형 함수에 대한 결합 확률 분포가 비밀키 값에 따라 달라짐을 이용하여 HyMES를 분석하였다. 공개키 암호를 대상으로 한 결합 확률 분포 기반 분석은 본 논문에서 처음으로 제안되었다.

• 정보보호학회지
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• 제33권1호
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• pp.13-21
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• 2023

NIST는 2022년 양자내성암호 표준화 진행 대상 알고리즘으로 KEM 1종(CRYSTALS-Kyber), 전자서명3종(CRYSTALS-Dilithium, FALCON, SPHINCS+)을 발표하였고, 추가로 KEM 4종(Classic McEliece, HQC, BIKE, SIKE)에 대한 Round 4 진행을 공표하였다. Round 3와 마찬가지로 Round 4에서도 부채널 분석 및 오류 주입에 대한 안전성은 알고리즘 선정에 있어 중요 평가 사항 중 하나이다. 따라서 해당 암호 알고리즘에 대한 새로운 부채널 분석기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문은 Round 4의 암호 알고리즘 중 코드 기반 알고리즘 3종(Classic McEliece, HQC, BIKE)에 대한 부채널 분석 방법론의 동향을 파악하고 향후 연구 방향을 제시한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.439-448
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• 2017

포스트 양자 암호라 할지라도 실제 디바이스에 이를 적용 할 때 부채널 분석 취약점이 존재한다는 것은 이미 알려져 있다. 코드 기반 McEliece 암호와 격자 기반 NTRU 암호에 대한 부채널 분석 연구 및 대응책 연구는 많이 이루어지고 있으나, ring-LWE 암호에 대한 부채널 분석 연구는 아직 미비하다. 이에 본 논문은 8비트 디바이스에서 ring-LWE 기반 암호가 동작할 때 적용 가능한 선택 암호문 SPA 공격을 제안한다. 제안하는 공격은 [$log_2q$]개의 파형으로 비밀키를 복구 할 수 있다. q는 보안 레벨과 관련된 파라미터로 128비트 또는 256비트의 보안 레벨을 만족하기 위해 각각 7681 또는 12289를 사용한다. 또한, 우리는 실제 디바이스에서 동작되는 ring-LWE 복호화 과정의 모듈러 덧셈에서 비밀키를 드러낼 수 있는 취약점이 존재함을 실험을 통해 보이고, 공격 시간 단축을 위한 두 벡터의 유사도 측정 방법을 이용한 공격에 대해 논한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권8호
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• pp.1044-1051
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• 2020

양자 컴퓨터의 시대가 점점 현실로 다가오고 있다. 이에 대비해 미국 국립 표준 기술 연구소에서는 양자 알고리즘으로부터 내성이 있는 양자 내성 암호의 표준을 정하기 위해 후보군을 모집했다. 제출된 암호들은 양자 알고리즘으로부터 안전할 것으로 예상이 되지만 알고리즘이 실제 양자 컴퓨터상에서 작동이 되었을 때에도 양자 알고리즘의 공격으로부터 안전한지 검증을 할 필요가 있다. 이에 본 논문에서는 부호 기반 양자 내성 암호의 이진 필드 상에서의 곱셈 연산을 양자 컴퓨터에서 작동될 수 있게 양자 회로로 구현하였고 해당 회로를 최적화 하는 방안에 대하여 설명한다. 구현은 대표적인 부호 기반 암호인 Classic McEliece에서 제시하는 2개의 필드 다항식과 ROLLO에서 제시하는 3개의 필드 다항식에 대하여 일반 곱셈 알고리즘과 카라추바 곱셈 알고리즘으로 구현하였다.

• 정보보호학회지
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• 제33권1호
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• pp.51-58
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• 2023

차세대 컴퓨터인 양자 컴퓨터는 현재 정보화시스템에서 널리 사용되고 있는 공개키 암호 시스템인 RSA와 Elliptic Curve Cryptography (ECC)의 안전성을 위협하고 있다. 특히 양자 알고리즘인 Shor 알고리즘은 RSA와 ECC가 기반하고 있는 수학적 난제들을 다항 시간 내에 해결할 수 있기 때문에 NIST에서는 양자컴퓨터 상에서 내성을 가진 공개키 암호 표준화 공모전을 개최하였다. 2022년도에 NIST에서는 4개의 3라운드 최종 표준화 알고리즘을 발표하였다. 이와 동시에, 4라운드 표준화 알고리즘을 진행함으로써, 공개키 분야에서 코드 기반 또는 아이소제니 기반의 새로운 암호 알고리즘을 추가로 표준화할 예정이다. 이에 본 논문에서는 NIST 양자 내성 암호 표준화 공모전 4라운드의 후보 알고리즘인 코드 기반 암호 Classic McEliece, BIKE, HQC와 아이소제니 기반 암호 SIKE의 최신 동향에 대해 확인해본다. 추가적으로, 해당 암호 알고리즘에 대한 분석 기법과 공격 사례에 대해 살펴보고록 한다.