• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제18권5호
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• pp.477-484
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• 2014

In this paper, we propose a new optical secret key sharing method based on the Diffie-Hellman key exchange protocol required in cipher system. The proposed method is optically implemented by using a free-space interconnected optical logic gate technique in order to process XOR logic operations in parallel. Also, we present a compact type of optical module which can perform the modified Diffie-Hellman key exchange for a cryptographic system. Schematically, the proposed optical configuration has an advantage of producing an open public key and a shared secret key simultaneously. Another advantage is that our proposed key exchange system uses a similarity to double key encryption techniques to enhance security strength. This can provide a higher security cryptosystem than the conventional Diffie-Hellman key exchange protocol due to the complexity of the shared secret key. Results of numerical simulation are presented to verify the proposed method and show the effectiveness in the modified Diffie-Hellman key exchange system.

• Current Optics and Photonics
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• 제3권2호
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• pp.119-127
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• 2019

A new secret-key-sharing cryptosystem using optical phase-shifting digital holography is proposed. The proposed secret-key-sharing algorithm is based on the Diffie-Hellman key-exchange protocol, which is modified to an optical cipher system implemented by a two-step quadrature phase-shifting digital holographic encryption method using orthogonal polarization. Two unknown users' private keys are encrypted by two-step phase-shifting digital holography and are changed into three digital-hologram ciphers, which are stored by computer and are opened to a public communication network for secret-key-sharing. Two-step phase-shifting digital holograms are acquired by applying a phase step of 0 or ${\pi}/2$ in the reference beam's path. The encrypted digital hologram in the optical setup is a Fourier-transform hologram, and is recorded on CCDs with 256 quantized gray-level intensities. The digital hologram shows an analog-type noise-like randomized cipher with a two-dimensional array, which has a stronger security level than conventional electronic cryptography, due to the complexity of optical encryption, and protects against the possibility of a replay attack. Decryption with three encrypted digital holograms generates the same shared secret key for each user. Schematically, the proposed optical configuration has the advantage of producing a kind of double-key encryption, which can enhance security strength compared to the conventional Diffie-Hellman key-exchange protocol. Another advantage of the proposed secret-key-sharing cryptosystem is that it is free to change each user's private key in generating the public keys at any time. The proposed method is very effective cryptography when applied to a secret-key-exchange cryptosystem with high security strength.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.42-46
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• 2021

본 논문은 사용자의 개인키로써 생체 지문을 사용하는 새로운 개인키 교환 암호화 방법을 제안한다. 각각의 사용자의 지문은 광학적 위상천이 간섭 원리에 의해 암호화되어 두 개의 암호문으로 변환되고, 이것은 비밀키 공유를 위해 공중 통신망을 통하여 상대방 사용자와 교환된다. 전송된 암호문은 복소 홀로그램을 생성하고, 이는 각각의 사용자에게 공유비밀키를 계산하는데 사용된다. 제안한 방법은 비밀키 공유 암호화 시스템에 적용하였을 때 매우 높은 보안을 제공할 것이다.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.139-150
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• 2009

Authentication and key exchange are fundamental for establishing secure communication channels over public insecure networks. Password-based protocols for authenticated key exchange are designed to work even when user authentication is done via the use of passwords drawn from a small known set of values. There have been many protocols proposed over the years for password authenticated key exchange in the three-party scenario, in which two clients attempt to establish a secret key interacting with one same authentication server. However, little has been done for password authenticated key exchange in the more general and realistic four-party setting, where two clients trying to establish a secret key are registered with different authentication servers. In fact, the recent protocol by Yeh and Sun seems to be the only password authenticated key exchange protocol in the four-party setting. But, the Yeh-Sun protocol adopts the so called "hybrid model", in which each client needs not only to remember a password shared with the server but also to store and manage the server's public key. In some sense, this hybrid approach obviates the reason for considering password authenticated protocols in the first place; it is difficult for humans to securely manage long cryptographic keys. In this work, we introduce a key agreement protocol and a key distribution protocol, respectively, that requires each client only to remember a password shared with its authentication server.

• 전자공학회논문지
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• 제50권6호
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• pp.173-179
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• 2013

기존의 키 교환 프로토콜은 암호학적 방법들을 사용하여 비밀 키를 전달해왔지만, 공격자들로 하여금 다양한 공격을 받아왔었다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 스테가노그라피 기법을 이용한 키 교환 프로토콜을 제안하였다. 스테가노그라피 기법은 이미지, 문서, 동영상, MP3 파일 등에 비밀 정보를 숨겨 공격자가 비밀 정보가 전달되고 있다는 것을 모르게 하는 방법으로 비밀 키를 공격자의 의심을 받지 않고 효율적으로 전달할 수 있다. 또한, 최근에 많이 사용되고 있는 2차원 바코드인 QR코드를 비밀 키가 삽입되는 이미지로 사용하여 공격자가 QR 코드를 스캔하여도 QR코드 생성 시 사용되었던 URL로 접속하게 되며 QR 코드에 비밀 키가 삽입된 것을 인식하지 못하게 한다. 실험을 통해서 기존의 스테가노그라피에서 사용되었던 이미지와 QR코드의 이미지의 변형 정도를 측정하여 QR 코드 이미지를 사용했을 때 효율성을 검증해본다.

• 정보보호학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.97-104
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• 2001

본 논문에서는 사용자의 패스워드를 복구할 수 있는 패스워드 기반 키 분배 방식(RPKEP)을 제안하고자 한다. RPKEP는 패스워드 사용자, 사용자와 비밀 키 정보를 공유하는 서버, 사용자의 패스워드 복구를 도와주는 패스워드 복구 에이전트(PRA : Recovery Agency)로 구성된다. 제안하는 방식은 패스워드 기반 키 분배 방식의 안전성에서 가장 중요한 요소로 인식되고 있는 오프라인 사전 공격(off-line dictionary attack)에 대해 안전하고 서버가 저장하고 있는 사용자 비밀 정보가 노출되어도 사용자의 안전성은 유지된다는 장점이 있다. 또한, 패스워드 복구 과정에서 D. Chaum의 은닉 서명(Blind Signature) 방식을 응용하여 사용자의 패스워드 복구를 도와주는 PRA 조차 사용자 패스워드에 대한 어떤 정보도 알 수 없도록 하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.173-181
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• 2011

사용자 인증과 비밀키 교환은 암호학의 매우 중요한 응용 분야 가운데 하나로서, 사용자 인증의 경우 일반적으로 패스워드를 이용하고 있지만, 패스워드를 이용한 사용자 인증은 패스워드 추측 공격에 취약한 문제가 있다. 1992년 Bellovin과 Merritt은 패스워드 추측 공격에 안전하면서 비밀키 교환까지 할 수 있는 EKE(Encrypted Key Exchange) 프로토콜을 제안한 바 있으며, 이후 효율성과 안전성을 개선한 많은 논문이 제안되고 있다. 이 가운데 Lo는 Yeh 등이 제안한 패스워드 기반 인증키 교환 프로토콜의 취약점을 지적함과 동시에 개선된 프로토콜을 2006년에 제안하였다. 하지만, Lo의 프로토콜 역시 오프라인 패스워드 추측 공격에 취약함이 Cao와 Lin에 의해 지적되었다. 본 논문에서는 새로운 공격 방법으로 Lo의 프로토콜이 온라인 패스워드 추측공격에도 취약함을 보이고, 온라인 패스워드 추측 공격에도 안전한 개선된 프로토콜을 제안한다. 제안한 프로토콜은 비대칭 무선 네트워크 환경에서 패스워드 기반 인증키 교환 프로토콜로 사용될 수 있다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제6권3호
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• pp.17-30
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• 2005

PAK(Password-Authenticated Key Exchange) [1,2] 프로토콜은 사용자가 암기하거나 휴대하기 쉬운 짧은 길이의 패스워드를 이용하여 통신 주체들간에 상호 인증하고, 결과적으로 통신주체간에 추후의 안전한 통신을 위한 충분히 큰 길이의 세션키를 분배하는 프로토콜이다 본 논문에서는 MTI(Matsumoto, Takashima, Imai) 키 분배 프로토콜 [3] 과 PAM 프로토콜을 이용하고 스마트카드에 적용가능한 분산형 키 분배 프로토콜들을 제안한다. 그리고 단일 서버에 패스워드를 저장할 경우, 공격자가 서버와 타협하여 통신 주체들간에 비밀 정보를 알아낼 수 있으므로, 패스워드 검증 정보를 여러 서버들에 분산시켜 안전성을 향상시켰다. 본 논문의 목적은 사용자가 스마트카드의 비밀키와 패스워드를 이용하여 인증과 세션키 분배를 수행하는 분산형 키 분배방식을 제안하는 것에 있다. 또한 서버 타협 공격을 피하기 위하여 임계치 비밀 분산(threshold secret shoring) 기법을 적용하여 공격자가 서버와 타협이 이루어졌을 경우라도 비밀 정보를 유지할 수 있는 MTI 키 분배 프로토콜을 이용한 분산형 키 분배 프로토콜들을 제안한다. 그리고 제안된 분산형 키 분배 프로토콜의 안전성 분석 및 기존의 방식과 비교 분석한다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제8권4호
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• pp.461-474
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• 2006

A group key exchange protocol is a cryptographic primitive that describes how a group of parties communicating over a public network can come up with a common secret key. Due to its significance both in network security and cryptography, the design of secure and efficient group key exchange protocols has attracted many researchers' attention over the years. However, despite all the efforts undertaken, there seems to have been no previous systematic look at the growing problem of key exchange over combined wired and wireless networks which consist of both stationary computers with sufficient computational capabilities and mobile devices with relatively restricted computing resources. In this paper, we present the first group key exchange protocol that is specifically designed to be well suited for this rapidly expanding network environment. Our construction meets simplicity, efficiency, and strong notions of security.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.2563-2568
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• 2009

대칭암호시스템은 빠른 속도로 암 복호를 행하는 장점을 지니지만 안전하게 비밀키를 분배하는 방법에 문제점이 있다. 특히, 비밀통신을 원하는 불특정 사용자가 공통으로 가져야 할 비밀키를 분배하는 방안이 핵심쟁점이 되어왔다. 이러한 문제의 해결 방안으로 Diffie-Hellman 키 교환방법이 제안되었다. 하지만 이 스킴은 중간공격자(MITM, Man In TheMiddle) 공격에 취약한 것으로 판명되었다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 하나의 방안으로 널리 사용되는 이동 전화 채널을 이용하여 강화된 Diffie-Hellman 키 교환방법을 제안하였다. 제안방안은 이동전화를 통해 교환된 인증번호와 생성된 Diffie-Hellman 키를 합성하여 송신자와 수신자에게 세션키를 분배하는 방안이다. 이렇게 함으로써 Diffie-Hellman 키 교환방법에서 쟁점이 된 중간공격자 공격을 실용적인 방법으로방어할 수 있다.