NTRU는 1990년대 Hoffstein 등에 의해 제안된 격자(Lattice) 기반 공개키 암호체계로서 기존의 공개키 암호와 비교하여 동일한 안전성을 제공하면서 암호화 및 복호화 속도가 빠르며 양자 연산 알고리즘을 이용한 공격에도 강하다는 이점이 있어 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 단순 전력 분석 공격과 통계적 특성을 이용한 전력 분석 공격인 상관계수 전력 분석 공격에 대한 NTRU의 안전성을 분석하고, NesC로 구현한 NTRU의 연산을 Telos 모트(mote)에서 수행시켜 측정한 전력 소모 데이터에 상관계수 전력 분석 공격을 적용하여 개인키 정보를 복원하는 실험 결과를 보인다. 또한 이러한 전력 분석 공격을 방지하기 위한 대응 방법을 제시한다. 먼저, 단순 전력 분석 공격을 방지하기 위해 연산 결과를 저장할 배열을 0이 아닌 수로 초기화시키는 방법을 제안하고, 통계적 특성을 이용한 전력분석 공격을 방지하기 위해 연산 순서를 변경하거나 컨볼루션(convolution) 연산에 사용되는 피연산자들에게 무작위성(randomness)을 부여하여 같은 입력에 대해서 랜덤한 전력 소모를 보이도록 하는 방법을 제안한다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제10권8호
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pp.3911-3924
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2016
Compared to the classical cryptography, lattice-based cryptography is more secure, flexible and simple, and it is believed to be secure against quantum computers. In this paper, an efficient signature scheme is proposed from the ring learning with errors (R-LWE), which avoids sampling from discrete Gaussians and has the characteristics of the much simpler description etc. Then, the scheme is implemented in C/C++ and makes a comparison with the RSA signature scheme in detail. Additionally, a linearly homomorphic signature scheme without trapdoor is proposed from the R-LWE assumption. The security of the above two schemes are reducible to the worst-case hardness of shortest vectors on ideal lattices. The security analyses indicate the proposed schemes are unforgeable under chosen message attack model, and the efficiency analyses also show that the above schemes are much more efficient than other correlative signature schemes.
Semiempirical MO calculations are applied to estimate the substituent effects on acylations of the nonfused N-vinyl-2-amino $\beta-lactams$ having frameworks analogous to 3-cephems. The stabilization energy for the reaction intermediate of the nucleophilic attack by the hydroxide ion is selected as the reactivity index and calculated by AM1 and PM3 methods for the model $\beta-lactams$ with substituents at the C1 and N-vinyl terminal positions. The reactivities are larger for -SH connected to the C1 and strong $\pi-acceptors$ at the N-vinyl terminal implying the large reactivity for known active cephalosporins. Quantum chemical calculation of stabilization energy could be useful in correlating antibiotic activities of many compounds obtained as derivatives of a lead compound.
본 논문에서는 SSL VPN 장비에서 사용되는 대칭키 교환을 위한 TLS HANDSHAKE 과정 중, 중간자 공격을 방어하기 위한 공유 대칭키를 별도로 주입하는 기능을 개발한다. 일반적으로 TLS 프로토콜은 공격자에 안전하다고 알려져 있으나 TLS 중간자 공격으로 대칭키가 노출될 위험이 존재한다. 또한 양자컴퓨팅의 발전으로 비대칭키 연산 역시 노출될 가능성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 이렇한 공격들을 효과적으로 방어 할 수 있는 양자키분배기(QKD)로 부터 넘겨받은 양자키를 TLS HANDSHAKE 과정에 넣어 주어 이 같은 공격에 안전한 시스템을 구축할 수 있도록 구현한다.
대규모 양자컴퓨터가 등장하면 기존 암호체계가 더 이상 안전하지 않을 것이라 예상한다. 양자 알고리즘인 Grover's brute-force 알고리즘은 대칭키 암호에 대한 attack을 가속화 시켜 보안강도를 감소시킨다. 따라서 양자컴퓨터의 가용 자원이 암호공격에 필요한 자원에 도달했을 때, 공격 대상 암호가 깨지는 시점으로 보고 있다. 많은 선행 연구들은 암호를 양자회로로 구현하여 공격에 필요한 자원을 추정하고 암호에 대한 양자 강도를 확인하였다. 본 논문에서는 이러한 연구동기로 ARX 구조의 SIMECK 경량암호에 대한 양자회로를 처음으로 제안한다. 우리는 SIMECK 양자회로에 대한 최적의 양자회로 구현을 제시하고 각 함수의 동작을 설명한다. 마지막으로 SIMECK 양자회로에 대한 양자자원을 추정하고 SIMON 양자회로와 비교하여 평가한다.
4차 산업혁명시대에 발맞춰 통신 기술도 5G 기술이 보편화되고 있으며, 5G 기술은 네트워크 슬라이싱, 초다접속 등의 기술을 이용해 4G에 비해 빠른 속도와 응답 속도를 최소화한 기술로 평가 받고 있다. 5G NR은 5G 이동통신 표준을 의미하고, 네트워크 슬라이싱을 통해 네트워크를 병렬연결로 잘라 네트워크를 최적화한다. 또한 기지국 단위에서도 데이터를 처리하게 되면서 해킹에 대한 위험이 증가 되고 있는 실정이다. 또한, 단위면적당 접속 가능한 기기의 수가 기하급수적으로 늘어나므로 단위면적 내 기기 다수 해킹 후 기지국 공격 가능성 또한 존재한다. 이에 해결 방안으로는 양자암호통신 도입, 5G 보안 표준화 등을 본 연구에서 제안하여 안전성과 통신속도를 전부 만족시키는 방안을 제안한다.
고성능 양자 컴퓨터가 개발될 것으로 기대됨에 따라 잠재적인 양자 컴퓨터의 공격으로부터 안전한 양자 후 보안 시스템을 구축하기 위한 연구들이 진행되고 있다. 대표적인 양자 알고리즘인 Grover 알고리즘이 대칭키 암호에 적용될 경우 보안 강도가 제곱근으로 감소되는 보안 훼손이 발생한다. NIST는 대칭키 암호에 대한 양자 후 보안 요구사항으로, 암호 알고리즘 공격에 요구되는 Grover 알고리즘 비용을 기준을 기준으로 양자 후 보안 강도를 추정하고 있다. 대칭키 암호를 공격하기 위한 Grover 알고리즘의 비용은 대상 암호화 알고리즘의 양자 회로 복잡도에 따라 결정된다. 본 논문에서는 NIST 경량암호 공모전 최종 후보에 오른 Sparkle 알고리즘의 양자 회로를 효율적으로 구현하고 Grover 알고리즘을 적용하기 위한 양자 비용에 대해 분석한다. 마지막으로, NIST 양자 후 보안 요구사항과 분석한 비용을 기반으로 경량암호 Sparkle에 대한 양자 후 보안 강도를 평가한다. 양자 회로 구현 및 비용 분석에는 양자 프로그래밍 툴인 ProjectQ가 사용되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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