한국정보처리학회:학술대회논문집 (Annual Conference of KIPS)

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효과적인 하드웨어 설계를 위한 격자기반 양자내성암호 통합 모듈 가속 기법 연구

A Study on Integrated Module Acceleration of Lattice-based Post Quantum Cryptography for Efficient Hardware Design

  • 이용석 (서울대학교 전기정보공학부, 서울대학교 반도체 공동연구소) ;
  • 백윤흥 (서울대학교 전기정보공학부, 서울대학교 반도체 공동연구소)
  • Yongseok Lee (Dept. of Electrical and Computer Engineering and Inter-University Semiconductor Research Center(ISRC), Seoul National University) ;
  • Yunheung Paek (Dept. of Electrical and Computer Engineering and Inter-University Semiconductor Research Center(ISRC), Seoul National University)
  • 발행 : 2024.10.31
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초록

양자내성암호(PQC, Post Quantum Cryptography)는 기존 컴퓨터 시스템과 양자 컴퓨터 시스템에서 모두 보안성을 보장하는 암호체계이다. NIST 에서 표준화로 선정된 네 가지 알고리즘을 보면, 그 중 세 가지의 알고리즘이 모두 격자기반 알고리즘임을 알 수 있다. 이에 따라 격자기반 알고리즘에서 공통되는 연산을 통합하여 효과적으로 구현하려는 연구들이 진행되고 있으며, 그 중에는 RISC-V 를 통한 하드웨어/소프트웨어 통합 설계 연구 그리고 FPGA 혹은 ASIC 을 이용한 하드웨어 통합 모듈 가속 연구들이 있다. 본 논문에서는 효과적인 하드웨어 설계를 위해 세 종류의 격자기반 양자내성암호 연산을 분석하고, 이를 하드웨어에서 효과적으로 구현한 기존 연구 사례를 분석한다. 이를 통해 통합 모듈 가속 기법 연구를 위해 고려되는 면적 대비 연산성능 그리고 면적 대비 소비전력 등의 수치를 높이는 과정에서 발생하는 문제점과 이를 효과적으로 극복하는 방법들을 소개한다.

키워드

과제정보

이 논문은 2024 년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 정보통신기획평가원의 지원을 받아 수행된 연구이며 (IITP-2023-RS-2023-00256081), 2024 년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구이며 (RS-2023-00277326), 2024 년도 정부(산업통상자원부)의 재원으로 한국산업기술기획평가원의 지원을 받아 수행된 연구이며(No. RS-2024-00406121, 자동차보안취약점기반 위협분석시스템개발(R&D)), 2024 년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 정보통신기획평가원의 지원을 받아 수행된 연구이며(No.RS-2024-00438729, 익명화된 기밀실행을 이용한 전주기적 데이터 프라이버시 보호 기술 개발), 2024년도 BK21 FOUR 정보기술 미래인재 교육연구단에 의하여 지원되었음.

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