• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권5호
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• pp.2427-2445
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• 2016

In contrast to traditional "store-and-forward" routing mechanisms, network coding offers an elegant solution for achieving maximum network throughput. The core idea is that intermediate network nodes linearly combine received data packets so that the destination nodes can decode original files from some authenticated packets. Although network coding has many advantages, especially in wireless sensor network and peer-to-peer network, the encoding mechanism of intermediate nodes also results in some additional security issues. For a powerful adversary who can control arbitrary number of malicious network nodes and can eavesdrop on the entire network, cryptographic signature schemes provide undeniable authentication mechanisms for network nodes. However, with the development of quantum technologies, some existing network coding signature schemes based on some traditional number-theoretic primitives vulnerable to quantum cryptanalysis. In this paper we first present an efficient network coding signature scheme in the standard model using lattice theory, which can be viewed as the most promising tool for designing post-quantum cryptographic protocols. In the security proof, we propose a new method for generating a random lattice and the corresponding trapdoor, which may be used in other cryptographic protocols. Our scheme has many advantages, such as supporting multi-source networks, low computational complexity and low communication overhead.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제17권6호
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• pp.1674-1688
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• 2023

The remarkable advancement of quantum steganography offers enhanced security for quantum communications. However, there is a significant concern regarding the potential misuse of this technology. Moreover, the current research on identifying malicious quantum steganography is insufficient. To address this gap in steganalysis research, this paper proposes a specialized quantum steganalysis algorithm. This algorithm utilizes quantum machine learning techniques to detect steganography in general quantum secure communication schemes that are based on pure states. The algorithm presented in this paper consists of two main steps: data preprocessing and automatic discrimination. The data preprocessing step involves extracting and amplifying abnormal signals, followed by the automatic detection of suspicious quantum carriers through training on steganographic and non-steganographic data. The numerical results demonstrate that a larger disparity between the probability distributions of steganographic and non-steganographic data leads to a higher steganographic detection indicator, making the presence of steganography easier to detect. By selecting an appropriate threshold value, the steganography detection rate can exceed 90%.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제31권3호
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• pp.35-44
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• 2022

본 연구에서는 양자 컴퓨터 관련 기술 트렌드 분석과 예측을 수행한다. 기존 양자 컴퓨터 기술 분석 관련 연구는 주로 기술 특징을 중심으로 응용 가능 분야에 집중되었다. 본 논문은 시장 중심의 기술 분석과 예측을 위하여 양자 컴퓨터 관련 국내 뉴스 기사를 기반으로 중요하게 다뤄지는 양자 컴퓨터 기술들을 분석하고 미래신호 감지와 예측을 수행한다. 뉴스 기사에서 사용된 단어들을 분석하여 빠르게 변화하는 시장의 변화와 대중의 관심사를 파악한다. 본 논문은 Cha & Chang (2022) 컨퍼런스 발표 자료를 확장했다. 연구는 2019년부터 2021년까지의 국내 뉴스 기사를 수집하여 진행된다. 먼저, 텍스트 마이닝을 통해 주요 키워드를 정리한다. 다음으로, Term Frequency - Inverse Document Frequency(TF-IDF), Key Issue Map(KIM), Key Emergence Map(KEM) 등의 분석을 통해 양자컴퓨터관련 기술을 탐색한다. 마지막으로, 랜덤포레스트, 의사결정나무, 연관분석 등을 통해 미래기술들과 수요 및 공급의 연관성을 파악한다. 연구결과 빈도분석, 키워드 확산도 및 가시성 분석에서 모두 AI의 관심도가 가장 높게 나타났다. 사이버보안의 경우 시간이 지날수록 뉴스기사에서 언급되는 비율이 다른 기술에 비해 압도적으로 높게 나타났다. 또한 양자통신, 내성암호, 증강현실 역시 관심도의 증가율이 높게 나타났다. 따라서 이를 트렌드 기술의 적용에 대한 시장의 기대가 높음을 알 수 있다. 본 연구의 결과는 양자컴퓨터 시장의 관심 분야 파악과 기술 투자 관련 대응체계 구축에 응용될 수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권3호
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• pp.1376-1395
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• 2018

UOV is one of the most important signature schemes in Multivariate Public Key Cryptography (MPKC). It has a strong security guarantee and is considered to be quantum-resistant. However, it suffers from large key size and its signing procedure is relatively slow. In this paper, we propose a new secure UOV variant (Circulant UOV) with shorter private key and higher signing efficiency. We estimate that the private key size of Circulant UOV is smaller by about 45% than that of the regular UOV and its signing speed is more than 14 times faster than that of the regular UOV. We also give a practical implementation on modern x64 CPU, which shows that Circulant UOV is comparable to many other signature schemes.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.1857-1864
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• 2013

본 논문에서는 양자암호 시스템을 개선하여 이중 광자전송을 이용한 사용자 비밀 평문 교환을 구현하는 알고리즘을 설계하였다. 기존 양자암호 알고리즘에서는 주로 키전송 프로토콜로써의 양자 암호 시스템을 사용하였으나 본고에서는 이를 보다 개선하여 이중 광자 전송 방식을 통한 양자 평문 전송 알고리즘을 재안한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.474-474
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• 2011

Graphene is considered as a potential candidate for the key material in the ideal 2D nanoelectronics. Recently, it is reported that graphene has an interesting sensitivity to molecular adsorption on it. Such properties are believed to be enhanced by the existence of disorders and ripples inside graphene as well as by the interaction with the substrate underneath. Here, we report the effect of introducing structural disorders to the graphene on its electrical properties such as conductance, transconductance, low frequency noise, which can be successfully described by a simple model of the continuum percolation. In addition, the response of the graphene device to gaseous molecular adsorption was systematically investigated and the results were discussed along with the change in Raman spectra.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권8호
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• pp.1457-1463
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• 2016

Vibrio anguillarum, a devastating pathogen causing vibriosis among marine fish, is prevailing in worldwide fishery industries and accounts for grievous economic losses. Therefore, a rapid on-site detection and diagnostic technique for this pathogen is in urgent need. In this study, two mouse monoclonal antibodies (MAbs) against V. anguillarum, 6B3-C5 and 8G3-B5, were generated by using hybridoma technology and their isotypes were characterized. MAb 6B3-C5 was chosen as the detector antibody and conjugated with quantum dots. Based on MAb 6B3-C5 labeled with quantum dots, a modified dot blot assay was developed for the on-site determination of V. anguillarum. It was found that the method had no cross-reactivity with other than V. anguillarum bacteria. The detection limit (LOD) for V. anguillarum was 1 × 10³ CFU/ml in cultured bacterial suspension samples, which was a 100-fold higher sensitivity than the reported colloidal gold immunochromatographic test strip. When V. anguillarum was mixed with turbot tissue homogenates, the LOD was 1 × 10³ CFU/ml, suggesting that tissue homogenates did not influence the detection capabilities. Preenrichment with the tissue homogenates for 12 h could raise the LOD up to 1 × 10² CFU/ml, confirming the reliability of the method.

• 정보보호학회논문지
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• 제33권2호
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• pp.151-164
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• 2023

최근 양자 컴퓨터의 개발은 현재 사용 중인 이산대수 문제나 인수분해 문제 기반의 공개키 암호에 큰 위협이 되므로, 이에 NIST(National Institute of Standards and Technology)에서는 현재 컴퓨팅 환경 및 도래하는 양자 컴퓨팅 환경에서 모두 구현이 가능한 양자내성암호를 위해 공모전을 진행하고 있다. 이 중 NIST 양자내성암호 공모전 4라운드에 진출한 SIKE(Supersingular Isogeny Key Encapsulation)는 유일한 Isogeny 기반의 암호로써, 동일한 안전성을 갖는 다른 양자내성암호에 비해 짧은 공개키를 갖는 장점이 있다. 그러나, 기존의 암호 알고리즘과 마찬가지로, SIKE를 포함한 모든 양자내성암호는 현존하는 암호분석에 반드시 안전해야만 한다. 이에 본 논문에서는 SIKE에 대한 전력 분석 기반 암호분석 기술을 연구하였으며, 특히 웨이블릿 변환 및 딥러닝 기반 클러스터링 전력 분석을 통해 SIKE를 분석하였다. 그 결과, 현존하는 클러스터링 전력 분석 기법의 정확도를 50% 내외로 방어하는 마스킹 대응기법이 적용된 SIKE에 대해 100%에 가까운 분석 성공률을 보였으며, 이는 현존하는 SIKE 기법에 대한 가장 강력한 공격임을 확인하였다.

• 스마트미디어저널
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• 제12권2호
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• pp.76-82
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• 2023

제4차 산업혁명시대에 P2P 네트워크를 통해 데이터를 분산하여 관리하는 기술인 블록체인은 제조, 문화, 공공 분야 등 다양한 분야에서 탈중앙형의 새로운 네트워킹 패러다임으로써 활용되고 있다. 하지만, 양자 컴퓨터의 등장과 함께 해시 함수, 대칭키 암호, 공개키 암호 등 기존 암호 체계의 문제를 해결할 수 있는 양자 알고리즘이 소개가 되었다. 현재 주요 블록체인 시스템은 대부분 트랜잭션 서명에 타원곡선 암호를 사용하고 있어 양자 공격자로부터 안전하지 않다. 따라서, 블록체인에서 트랜잭션 서명을 위해 격자 기반 암호를 활용하는 양자 내성 블록체인에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 양자 내성을 갖는 격자 기반 암호를 활용하여 서명할 내용을 숨겨 서명할 뿐만 아니라, 추후 서명 내용이 검증 가능한 블록체인을 위한 블라인드 서명 기법을 제안한다. 또한, 랜덤 오라클 모델을 이용하여 제안한 기법의 보안성을 검증한다.

• 전자통신동향분석
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• 제38권5호
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• pp.34-50
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• 2023

Quantum error correction is a key technology for achieving fault-tolerant quantum computation. Finding the best decoding solution to a single error syndrome pattern counteracting multiple errors is an NP-hard problem. Consequently, error decoding is one of the most expensive processes to protect the information in a logical qubit. Recent research on quantum error decoding has been focused on developing conventional and neural-network-based decoding algorithms to satisfy accuracy, speed, and scalability requirements. Although conventional decoding methods have notably improved accuracy in short codes, they face many challenges regarding speed and scalability in long codes. To overcome such problems, machine learning has been extensively applied to neural-network-based error decoding with meaningful results. Nevertheless, when using neural-network-based decoders alone, the learning cost grows exponentially with the code size. To prevent this problem, hierarchical error decoding has been devised by combining conventional and neural-network-based decoders. In addition, research on quantum error decoding is aimed at reducing the spacetime decoding cost and solving the backlog problem caused by decoding delays when using hardware-implemented decoders in cryogenic environments. We review the latest research trends in decoders for quantum error correction with high accuracy, neural-network-based quantum error decoders with high speed and scalability, and hardware-based quantum error decoders implemented in real qubit operating environments.