• 제목/요약/키워드: Quantum Information and Communication

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Montgomery Multiplier with Very Regular Behavior

  • Yoo-Jin Baek
    • International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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    • 제16권1호
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    • pp.17-28
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    • 2024
  • As listed as one of the most important requirements for Post-Quantum Cryptography standardization process by National Institute of Standards and Technology, the resistance to various side-channel attacks is considered very critical in deploying cryptosystems in practice. In fact, cryptosystems can easily be broken by side-channel attacks, even though they are considered to be secure in the mathematical point of view. The timing attack(TA) and the simple power analysis attack(SPA) are such side-channel attack methods which can reveal sensitive information by analyzing the timing behavior or the power consumption pattern of cryptographic operations. Thus, appropriate measures against such attacks must carefully be considered in the early stage of cryptosystem's implementation process. The Montgomery multiplier is a commonly used and classical gadget in implementing big-number-based cryptosystems including RSA and ECC. And, as recently proposed as an alternative of building blocks for implementing post quantum cryptography such as lattice-based cryptography, the big-number multiplier including the Montgomery multiplier still plays a role in modern cryptography. However, in spite of its effectiveness and wide-adoption, the multiplier is known to be vulnerable to TA and SPA. And this paper proposes a new countermeasure for the Montgomery multiplier against TA and SPA. Briefly speaking, the new measure first represents a multiplication operand without 0 digits, so the resulting multiplication operation behaves in a very regular manner. Also, the new algorithm removes the extra final reduction (which is intrinsic to the modular multiplication) to make the resulting multiplier more timing-independent. Consequently, the resulting multiplier operates in constant time so that it totally removes any TA and SPA vulnerabilities. Since the proposed method can process multi bits at a time, implementers can also trade-off the performance with the resource usage to get desirable implementation characteristics.

Bipolar Transport Model of Single Layer OLED for Embedded System

  • Lee, Jung-Ho;Han, Dae-Mun;Kim, Yeong-Real
    • 한국정보기술응용학회:학술대회논문집
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    • 한국정보기술응용학회 2005년도 6th 2005 International Conference on Computers, Communications and System
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    • pp.237-241
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    • 2005
  • We present a device model for organic light emitting diodes(OLEDs) which includes charge injection, transport, recombination, and space charge effects in the organic materials. The model can describe both injection limited and space charge limited current flow and the transition between them. Calculated device current, light output, and quantum and power efficiency are presented for different cases of material and device parameters and demonstrate the improvements in device performance in bilayer devices. These results are interpreted using the calculated spatial variation of the electric field, charge density and recombination rate density in the device. We find that efficient OLEDs are possible for a proper choice of organic materials and contact parameters.

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Real-Time Communication using TMO(Time-Triggered and Message-Triggered Object) in Distributed Computing Systems

  • Kim, Gwang-Jun;Kim, Chun-Suk;Kim, Yong-Gin;Yoon, Chan-Ho;Kim, Moon-Hwan
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제1권1호
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    • pp.12-22
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    • 2003
  • Real-time(RT) object-oriented(OO) distributed computing is a form of RT distributed computing realized with a distributed computer system structured in the form of an object network. Several approached proposed in recent years for extending the conventional object structuring scheme to suit RT applications, are briefly reviewed. Then the approach named the TMO (Time-triggered Message-triggered Object) structuring scheme was formulated with the goal of instigating a quantum productivity jump in the design of distributed time triggered simulation. The TMO scheme is intended to facilitate the pursuit of a new paradigm in designing distributed time triggered simulation which is to realize real-time computing with a common and general design style that does not alienate the main-stream computing industry and yet to allow system engineers to confidently produce certifiable distributed time triggered simulation for safety-critical applications. The TMO structuring scheme is a syntactically simple but semantically powerful extension of the conventional object structuring approached and as such, its support tools can be based on various well-established OO programming languages such as C++ and on ubiquitous commercial RT operating system kernels. The Scheme enables a great reduction of the designers efforts in guaranteeing timely service capabilities of application systems

NP-complete 문제를 이용한 공개키 암호 시스템 개선 (An enhanced method using NP-complete problem in Public Key Cryptography System)

  • 백재종
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제19권12호
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    • pp.2865-2870
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    • 2015
  • 최근 양자 컴퓨터가 개발되는 등 컴퓨팅 하드웨어의 성능이 발전하면서 단시간 내에 처리할 수 있는 정보의 양이 기하급수적으로 증가하고 있다. Koblitz-Fellows가 제안한 암호시스템은 생성할 수 있는 불변 다항식(invariant polynomial)의 개수가 충분하지 않아 특정 3-정규 그래프에서 완전지배집합(Perfect Dominating Set, PDS)을 찾는 문제가 NP-complete임을 보장할 수 없는 문제점이 발생한다. 본 논문에서는 이러한 취약점을 보완하기 위해 Koblitz-Fellows가 제안한 3-정규 그래프 상에서 완전지배집합을 이용하여 불변 다항식의 개수를 기하급수적으로 증가시킴으로 계산의 복잡도를 더욱 난해하게 하여 암호시스템의 취약점을 개선하도록 제안한다.

High Level Approach Programming in Real Time Distributed Network System

  • Jeong, Chan-Joo;Kim, Gwang-Jun;Lee, Joon;Nam, Ki-Hwan;Bae, Chul-Soo
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 ITC-CSCC -2
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    • pp.1105-1108
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    • 2002
  • Real-time(RT) object-oriented(OO) distributed computing is a form of RT distributed computing realized with a distributed computer system structured in the form of an object network. Several approached proposed in recent years for extending the conventional object structuring scheme to suit RT applications, are briefly reviewed. Then the approach named the TMO(Time-triggered Message-triggered Object)structuring scheme was formulated with the goal of instigating a quantum productivity jump in the design of distributed time triggered simulation. The TMO scheme is intended to facilitate the pursuit of a new paradigm in designing distributed time triggered simulation which is to realize real-time computing with a common and general design style that does not alienate the main-stream computing industry and yet to allow system engineers to confidently produce certifiable distributed time tiggered simulation for safety-critical applications. The TMO structuring scheme is a syntactically simple but semantically powerful extension of the conventional object structuring approached and as such, its support tools can be based on various well-established OO programming languages such as C++ and on ubiquitous commercial RT operating system kernels. The Scheme enables a great reduction of the designers efforts in guaranteeing timely service capabilities of application systems.

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GaAs 기반 1300 nm 파장대역 InAs 양자점 레이저 다이오드의 발진 특성 (Lasing Characteristics of GaAs-Based 1300 nm Wavelength Region InAs Quantum Dot Laser Diode)

  • 김광웅;조남기;송진동;이정일;박정호;이유종;최원준
    • 한국진공학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.266-271
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    • 2009
  • Migration Enhanced Molecular Beam Epitaxy를 통해 성장한 GaAs 기반 1300 nm 파장대역 InAs 양자점 레이저 다이오드의 발진 특성을 연구하였다. 펄스 및 상온 연속 동작에서 전류 주입 및 동작 온도 변화에 따른 L-I 특성과 발진 스펙트럼 측정을 통해 바닥준위(1302 nm)에서 여기준위(1206 nm)로의 발진 파장의 전환을 관찰하였으며 이는 양자점 바닥준위 이득의 포화로 이해된다. 상온 펄스 동작시 문턱전류 밀도는 92 A/$cm^2$, 발진 파장은 1311 nm이며, 상온 연속 동작시 문턱전류 밀도는 247 A/$cm^2$, 발진 파장은 1320 nm이다.

양자 특성 기반 칩을 활용한 엔트로피 소스 모델 수립 방법에 관한 연구 (A Study on the Establishment of Entropy Source Model Using Quantum Characteristic-Based Chips)

  • 김대형;김주빈;지동화
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2021년도 추계학술대회
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    • pp.140-142
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    • 2021
  • 5세대 이후의 이동통신 기술은 초고속, 초연결, 초저지연 등을 요구하고 있다. 이 중, 안전한 초연결의 기술적 요구사항을 만족하기 위해서는 IoT 서비스의 말단에 해당하는 저사양 IoT 기기들도 고사양 서버와 동일한 수준의 보안 기능을 제공할 수 있어야 한다. 이러한 보안 기능을 수행하기 위하여 암호 알고리즘에서 필요한 정도의 안전성을 가진 암호키들이 요구되고, 암호키는 보통 암호학적 난수 발생기로부터 생성된다. 이때 난수 생성을 위해서는 좋은 잡음원들이 필요한데, 저사양 기기 환경 특성상 충분한 잡음원을 확보하기 어렵기 때문에 TRNG와 같은 하드웨어 난수 발생기를 사용한다. 이 논문에서는 방사성 동위원소의 붕괴를 예측할 수 없다는 양자의 특성을 기반으로 한 칩을 사용하였으며, 이 칩이 출력하는 신호를 기반으로 이진 비트열 형태의 엔트로피 소스를 얻는 여러 방법(TRNG)을 제시하였다. 또한, 각각의 TRNG에서 출력된 값의 엔트로피에 대해 NIST SP 800-90B 테스트를 이용하여 각 방법에 대한 엔트로피 양을 비교하였다.

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Entanglement Swapping을 이용한 안전한 직접 통신 프로토콜 (Secure Direct Communication protocol Using Entanglement Swapping)

  • 홍창호;이화연;김지인;임종인;양형진
    • 정보보호학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.3-12
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    • 2006
  • 본 논문에서는 entanglement swapping을 이용하여 직접적인 통신이 가능한 통신 프로토콜을 제안한다. 이 프로토콜은 암호화된 메시지가 공개 채널 상으로 전달되지 않음으로 도청자로 부터의 안전성을 높였다. 효율성에 있어서도 한 세션에 두 비트의 고전 정보가 전달되므로 Bostrom 과 Felbinger에 의해 제시된 ping-pong 프로토콜 보다 두 배의 효율성 향상을 가져왔다. 본 프로토콜에서 사용하고 있는 검증 모드는 $75\%$의 확률로 도청자의 존재를 확인할 수 있기 때문에 충분한 검증 절차를 거치면 이론적으로 도청자로부터 거의 완벽한 안전성을 보장받을 수 있다.

External Optical Modulator Using a Low - cost Fabry - Perot Laser Diode for Optical Access Networks

  • Lee, Hyuek-Jae;Won, Yong-Hyub
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제8권4호
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    • pp.163-167
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    • 2004
  • We propose and demonstrate an external optical modulation method based on TE/TM-mode absorption nulls in a Multiple Quantum Well(MQW) Fabry-Perot laser diode(FP-LD). The center wavelength of the absorption nulls is rapidly shifted to short-wavelength by the small current change(~1mA) in the FP-LD, which can modulate an optical signal with more than 10 dB of extinction ratio(ER). The shift of the center wavelength comes from the refractive index change due to anomalous dispersion and the plasma effect in MQW FP-LD waveguide. Non-inverting and inverting signals are made by TE- and TM-mode absorption nulls at 155.52 Mbps and BERs for the signals are measured.

치환리터럴에 의한 Quaternary Galois Field Sum-Of-Product(QGFSOP)형 1-변수 함수의 합성과 실현 (Syntheses and realization of Quaternary Galois Field Sum-Of-Product(QGFSOP) expressed 1-variable functions Permutational Literals)

  • 박동영;김백기;성현경
    • 한국항행학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.710-717
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    • 2010
  • Quaternary 논리에서 생성 가능한 1-qudit(1-variable quantum digit) 함수는 총 256개가 존재하지만 이들 중에서 가장 유용한 것은 "0,1,2,3"의 치환에 의해 $Ax^C$+D(GF4)형의 QGFSOP 표현이 가능한 24개이다. 본 논문에서는 24개 1-qudit 함수들의 $Ax^C$+D(GF4) 연산에서 피연산자인 피승수 A와 피기수 D를 다단 종속된 치환리터럴의 제어인자로 사용하는 치환리터럴(Permutational Literals, PL) 표현과 QPL(Quaternary PL) gate를 제안하였다. 그리고 상호치환 'ab', 가산 '+D', 그리고 승산 'xA'과 같은 세 개의 PL 연산자를 사용하여 QGFSOP 표현된 24개 (1-qudit) 함수를 합성하기 위한 PL 합성법을 제안하였다. 끝으로 PL 합성법을 실현하기 위한 $Ax^C$+D(GF4) 구조와 연산회로 및 CMOS 실현 방법을 제시하였다.