• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.1462-1467
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• 2015

Pixel values of original image can be changed by XORing pixel values of original image and pixel values of the basis image obtained by pseudo random sequences. This is a simple method for image encryption. This method is an effect method for easy hardware implementation and image encryption with high speed. In this paper we propose a method to obtain basis image with pseudo random sequences with large nonlinearity using nonlinear cellular automata and maximum length linear cellular automata. And experimental results showed that the proposed image encryption scheme has large key space and low correlation of adjacent cipher pixel values.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.593-598
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• 2015

비선형 셀룰라오토마타는 선형 셀룰라오토마타에 비해서 수학적 분석이 어렵다. 그렇기 때문에 비선형 셀룰라오토마타는 비그룹 셀룰라오토마타에 대하여 도달가능상태와 끌개를 식별하기 어렵다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 보완하기 위해 도달가능표를 제안한다. 제안한 도달가능표에 의하여 비선형 셀룰라오토마타의 모든 상태에 대한 다음 상태를 알 수 있다. 또한 도달가능표에 의하여 도달가능상태와 끌개를 식별할 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.2283-2291
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• 2010

스트림 암호시스템에 사용되는 불규칙 시각 제어 생성기인 수축수열 생성기는 두 개의 LFSR(Linear Feedback Shift Register)로 구성되며 이 생성기에 의해 생성되는 수열은 비선형수열임이 알려져 있다. 두 개의 최대길이를 갖는 90/150 셀룰라 오토마타 기반의 비선형수열 생성기는 각 셀에서 동일한 특성다항식을 갖는 의사 난수열을 효과적으로 생성할 수 있으므로 LFSR에 의해 생성되는 수열에 비하여 주기와 선형복잡도가 높은 비선형수열을 생성할 수 있다. 본 논문은 이러한 비선형수열에 대한 분석으로 90/150 셀룰라 오토마타 기반의 수축-삽입수열(shrunken-interleaved sequence)을 다룬다. 셀룰라 오토마타 기반의 비선형수열 생성기에 의해 생성되는 수축-삽입수열을 삽입수열로 분석이 가능함을 보이고 출력 수열의 일부를 알 때 알려지지 않은 새로운 출력 수열의 일부를 효과적으로 재구성하는 알고리즘을 제안한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.179-184
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• 2020

랜덤성이 우수한 의사난수열 생성기로 알려진 셀룰라 오토마타(Cellular automata, CA)는 그 응용분야가 매우 다양하다. Cho 등은 긴 주기의 비선형 수열을 생성하기 위하여 CA기반의 수축수열 생성기를 설계하였다. 또한, 카오스 캣맵은 초기 조건에 대한 민감성과 예측 불가능한 특성을 가지는 복잡한 비선형 동역학계로 많은 연구자들에 의하여 연구되어 왔다. 본 논문에서는 높은 보안성을 위하여 최대 주기를 갖는 CA기반의 수축 생성기로 생성한 비선형 수열과 3차원 카오스 캣맵을 이용한 새로운 영상 암호화 방법을 제안한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.885-892
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• 2016

수축수열 생성기라고 하는 비선형 수열 생성기는 최대 주기를 갖는 두 개의 LFSR로 이루어진 비선형 키스트림 생성기이다. 이러한 수축수열 생성기에 의해 생성된 수축수열은 삽입수열로 한 부류에 포함되고, 셀룰라 오토마타(이하 CA)를 이용하여 생성할 수 있다. 본 논문에서는 수축수열의 특성다항식과 동일한 특성다항식을 갖는 90/150 CA 기반의 수열생성기를 합성하는 방법을 제안한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.357-364
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• 2022

의사난수 생성기(PRNG)는 많은 양의 난수가 필요할 때 사용되는 프로그램이다. 대칭 키 암호시스템에서 대칭 키를 생성, 공개 키 암호나 디지털 서명에서 공개 키 쌍의 생성, 일회용 패드로 패딩에 사용되는 열을 생성하는 데 사용한다. 다양한 과학 분야에서 비선형 동역학계를 구체적으로 표현하는데 유용한 셀룰라 오토마타(CA)는 이산적이고 추상적인 계산 시스템으로 하드웨어 구현이 가능하여 암호시스템에서 키를 생성하는 PRNG로 응용되고 있다. 본 논문에서는 이웃 셀의 반경을 2로 증가한 5-이웃 CA를 이용하여 비선형 수열을 효과적으로 생성할 수 있는 프로그램 가능한 5-이웃 CA기반의 PRNG를 합성하는 알고리즘을 제안한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.1001-1008
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• 2019

고품질 의사랜덤수열 생성은 암호화 프로토콜을 포함한 많은 암호화 응용 프로그램에서 매우 중요한 부분이다. 그러므로 의사랜덤수열 생성기(Pseudo Random Number Generator, 이하 PRNG)는 암호시스템에서 키수열 생성하는데 꼭 필요한 요소이다. PRNG는 고품질의 랜덤한 큰 데이터 스트림을 효과적으로 생성해야 한다. CA 기반의 PRNG는 LFSR기반의 PRNG에 의해 출력되는 난수열보다 랜덤성이 우수하다는 사실은 이미 잘 알려져 있다. 본 논문에서는 비밀키 암호시스템에서 보다 안전한 비트스트림을 생성하고 키 공간을 확장할 수 있는 PRNG를 설계하기 위해 최대길이를 갖는 90/150 셀룰라 오토마타(Cellular Automata, CA)로부터 유도된 여원 CA가 최대길이 CA임을 보인다. 또한 90/150 최대길이 CA(MLCA)와 여원벡터로부터 유도된 여원 MLCA의 각 셀에서 출력되는 수열 중 비선형 수열을 출력하는 셀의 위치를 분석한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.299-308
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• 2009

본 논문에서는 온라인 게임 상의 사용자 인증에 적용 가능한 이차원 셀룰라 오토마타 기반 해쉬함수에 대한 충돌쌍 공격을 제안한다. 이것은 라운드 함수에서 사용되는 비선형 함수의 비선형 성질을 이용하여 입력된 베시지 차분을 확률 $2^{-28}$으로 상쇄시키는 공격이다. 또한, 최근 발표된 Wang의 분석 기법을 이용하여 확률 1로 만족하는 충돌쌍 공격을 제시한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.319-326
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• 2020

PRNG(Pseudorandom number generator)는 안전한 온라인 통신을 위한 암호화 키 생성에 있어서 필수적이다. PRNG에 의해 생성되는 비트 스트림은 대칭키 암호 시스템에서 빅 데이터를 효과적으로 암호화할 수 있도록 고속으로 생성되어야 하며 또한 여러 통계적 테스트를 통과할 수준의 랜덤성을 확보해야 한다. CA(Cellular Automata) 기반의 PRNG는 하드웨어로 구현이 용이하고, LFSR기반의 PRNG보다 렌덤성이 우수하다고 알려져 있다. 본 논문에서는 대칭키 암호시스템에서 효과적인 키 수열을 생성할 수 있는 PMLCA(Programmable Maximum Length CA)기반의 PRNG를 설계한다. 제안하는 PRNG는 비선형 제어 방식을 통해 비트 스트림을 생성한다. 먼저 주기가 긴 선형 수열을 생성하는 단일 여원벡터를 갖는 (m,n)-셀 PMLCA ℙ 기반의 PRNG를 설계하고 주기와 생성다항식을 분석한다. 또한 ℙ와 주기가 같으면서 비선형 수열을 생성하는 두 개의 여원벡터를 갖는 (m,n)-셀 PC-MLCA기반의 PRNG를 설계하고 비선형 수열이 출력되는 위치를 분석한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.533-540
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• 2021

시스템의 성능을 평가하기 위하여 1차원 3-이웃 셀룰라 오토마타(Cellular Automata, 이하 CA) 기반의 의사 난수 생성기가 여러 분야에서 많이 응용되고 있다. 보다 더 효과적인 키 수열 생성을 위해 2차원 CA와 1차원 5-이웃 CA가 응용되었으나, 주어진 특성 다항식에 대응하는 대칭 1차원 5-이웃 CA를 설계하는 것은 매우 어려운 문제이다. 이를 해결하기 위해 특성 다항식의 점화식을 이용한 합성 방법, Krylov 행렬을 이용한 합성 방법과 같이 1차원 5-이웃 CA 합성에 관한 연구들이 진행되었다. 그러나 여전히 비선형 방정식을 풀어야 하는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 최근 90/150 CA의 전이 행렬과 블록행렬을 이용한 1차원 5-이웃 CA 합성 방법이 제안되었다. 본 논문에서는 제안된 알고리즘의 이론적인 과정을 상세히 기술하고 그 알고리즘을 이용하여 높은 차수의 원시 다항식에 대응하는 대칭 1차원 5-이웃 CA를 구한다.