• 정보보호학회지
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• 제33권2호
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• pp.69-77
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• 2023

미국 국립표준기술연구소에서 개최한 양자내성암호 표준화 공모전이 2022년 표준화 선정을 마치고 4라운드 추가 표준선정에 진입하였다. 공모전에 제출된 후보 알고리즘은 각자의 성능 지표를 제시하였지만, 서로 다른 환경에서 성능을 측정하였기에 객관적인 비교가 어려웠다. 이를 해결하기 위해 양자내성암호 벤치마크 플랫폼이 등장하였다. 양자내성암호 벤치마크 플랫폼은 양자내성암호 후보 알고리즘을 모두 동일한 환경에서 벤치마크하여 객관적인 결과를 제공하는데 집중하였다. 이때 각 알고리즘이 지니는 다양한 구동 의존성 때문에 알고리즘을 동일 환경에서 가동하는 데에 제한이 있다. 따라서 벤치마크 플랫폼은 알고리즘들의 의존성을 제거하고 동일한 환경을 제공하는데 집중하였으며 이를 통해 양자내성암호의 성능에 대한 접근성을 높여 사람들의 양자내성암호 연구에 큰 도움을 주었다.

• 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.

• 정보보호학회지
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• 제34권2호
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• pp.49-55
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• 2024

고전 컴퓨터에서 풀기 어려운 난제를 효율적으로 모델링하고 해결할 수 있는 양자 컴퓨터는 현재암호들을 위협하고 있다. 특히, 공개키 암호에 해당하는 RSA와 Elliptic Curve Cryptography (ECC)는 Shor의 양자 알고리즘에 의해 해당 암호들의 안전성이 기반이 되는 난제들을 다항 시간 내에 해결하여 새로운 양자 내성 암호가 필요한 상황이다. 이에 NIST는 양자내성암호 표준화 공모전을 주최함으로써 현재까지 표준화 작업을 이어나가고 있다. 대칭키 암호의 경우, Grover의양자 검색 알고리즘에 의해 고전 컴퓨터상에서 보장하던 보안 강도가 제곱근으로 감소되게 된다. 기존, 신규 암호 알고리즘 모두 양자 컴퓨터상에서의 보안 강도를 평가해야 되는 상황이며, 이에 NIST는 양자 후 보안 강도 기준을 도입하였다. 양자 후 보안 강도는 레벨 1에서 5로 정의되며, 각 레벨에는 AES 및 SHA-2/3에 대한 양자 해킹 비용이 지정되어있다. 본 논문에서는 이러한 암호 학계 상황에 따라, 대칭키 AES 및 해시 함수 SHA-2/3에 대한 해킹, 특히 양자 회로 구현 동향에 대해 살펴보고자 한다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제9권8호
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• pp.165-170
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• 2020

IoT (Internet of Things) 시대가 활성화되면서 개인정보를 포함한 많은 정보들이 IoT 디바이스들을 통해 전달되고 있다. 정보보호를 위해 디바이스끼리 상호 암호화하여 통신하는 것이 중요하며 IoT 디바이스 특성상, 성능의 제한으로 인해 경량 보안 프로토콜 사용이 요구된다. 현재 보안 프로토콜에서 사용하는 암호 기법들은 대부분 RSA, ECC (Elliptic Curve Cryptography)를 사용하고 있다. 하지만 고사양의 양자 컴퓨터가 개발되고 쇼어 알고리즘을 활용한다면 앞선 RSA와 ECC가 근거하는 안정성의 문제를 쉽게 해결할 수 있기 때문에 더 이상 사용할 수 없다. 이에 본 논문에서는 양자 컴퓨터의 계산능력에 내성을 가지는 보안 프로토콜을 설계하였다. 미국 NIST (National Institute of Standards and Technology) 양자내성암호 표준화 공모전을 진행중인 코드기반암호 ROLLO를 사용하였으며, IoT 디바이스끼리의 상호 통신을 위해 연산 소모가 적은 해시, XOR연산을 활용하였다. 마지막으로 제안하는 프로토콜과 기존 프로토콜의 비교 분석 및 안전성 분석을 실시하였다.

• 정보보호학회지
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• 제33권1호
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• pp.41-49
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• 2023

다변수 이차식 기반 전자서명은 양자내성암호 중 짧은 서명 길이와 빠른 서명 생성 및 검증으로 인해 자원이 제한된 기기에 적합할 것으로 예상된다. SFLASH는 NESSIE 표준으로 선정되었으며, NIST 양자내성암호 표준 공모에 다수의 다변수 이차식 기반 서명이 제출되었다. 또한 HiMQ는 국내 TTA 표준으로 선정되었다. 이러한 다변수 이차식 기반 전자서명의 장점으로 인해 NSIT 양자내성암호 표준의 추가 전자서명 공모에도 다변수 이차식 기반 전자서명이 제출될 것으로 예상되며, 국내 양자내성암호 국가공모전에는 MQ-Sign이 1라운드 후보로 공개되었다. 본 논문에서는 대표적인 다변수 이차식 기반 전자서명에 대해서 살펴보고, 다변수 이차식 기반 전자서명의 표준화 동향에 대해 살펴본다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2021년도 추계학술발표대회
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• pp.290-292
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• 2021

양자 컴퓨터 기술의 발전에 따라 현재 사용되고 있는 암호 알고리즘과 시스템들이 위협받고 있다. 이러한 시대적 흐름에 따라 양자 컴퓨터로도 쉽게 해결할 수 없는 양자내성암호의 개발이 요구되고 있으며, 미국 NIST 에서는 양자내성암호의 표준화를 위한 공모전을 진행하고 있다. 본 논문에서는 공모전 최종 후보 중 하나인 NTRU 알고리즘을 가속화하기 위한 성능 분석을 진행하였다.