• 방송공학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.502-509
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• 2014

브로드캐스트 암호시스템은 한명의 송신자가 다수의 수신자에게 메시지를 암호화하여 안전하게 전송하는 기법이다. 2001년 Naor, Naor, Lotspiech가 이진트리 하에서 Subset Difference(SD) 방식을 이용하여 제안한 브로드캐스트 암호시스템이 가장 효율적인 기법으로 알려지고 있다. 2006년 장지용, 양대헌, 송주석은 SD 방식을 변형한 2-SD 방식을 이용하여 새로운 브로드캐스트 암호시스템을 제안하였다. 장지용 등의 기법은 기존 Naor 등이 제안한 SD 방식에 비해 전송량을 거의 절반으로 줄일 수 있는 획기적인 기법이었으며, 2009년 대한민국에 특허로 등록되기까지 하였다(등록번호: 100879083). 그러나 본 논문에서는 장지용 등이 제안한 2-SD 방식의 브로드캐스트 암호시스템 안전성의 기본 전제인 공모공격(collusion attack)에 전혀 안전하지 않다는 것을 보인다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 1999년도 가을 학술발표논문집 Vol.26 No.2 (3)
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• pp.351-353
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• 1999

본 논문에서는 기존의 브로드캐스트 암호화 방식에 대한 고찰과 현재까지의 기술들의 단점을 보완할 수 있는 새로운 브로드캐스트 채널 상에서 특정 사용자만이 정보를 사용할 수 있도록 하기 위한 프로토콜이다. 이러한 시스템을 평가하는 중요한 비교 변수로는 전송량과 사용자가 보관하고 있어야 하는 해독키의 크기이다. 본 논문에서는 사용자를 일정 그룹으로 나누어서 암호키를 할당함으로써 사용자 개개인에게 암호키를 할당하는 경우 보다 전송량을 줄일 수 있었고, 메시지는 하나의 세션키로 암화화하고 이 세션키를 다시 암호화하여 메시지의 헤더에 첨가하여 전달함으로써 전송량을 확실히 줄일 수 있었다. 사용자를 임의의 그룹으로 구성하여 하나의 그룹에 일정수 이상이 정보를 전달받을 자격이 있다면 그 그룹의 암호키를 선택하여 세션키를 암호화하였다. 이 때 그룹에 있는 권한이 없는 사용자들이 정보를 전달받을 수 있으나, 이들의 크기는 실험 결과 그다지 문제가 되지 않을 정도로 작은 수임을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.301-308
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• 2007

본 논문에서는 Bilinear Pairing을 사용한 효율적인 신원기반 다중 수신자 암호 기법을 제 안 한다. 제안 기법은 암호화 과정에서 Pairing 연산을 필요로 하지 않으며 복호화 과정에서 단 한번의 Pairing 연산만을 요구한다. 뿐만 아니라, 제안기법을 이용하여 Subset-Cover framework 기반의 효율적인 스테이트리스 (stateless) 공개키 브로드캐스트 암호 기법을 제시한다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.775-784
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• 2011

본 논문에서는 신원기반 다중수신자 암호 기법의 장점인 묵시적 인증을 제공하는 동시에 키 위탁문제를 해결하기 위한 무인증서 공개키 암호 기술 기반의 새로운 다중수신자 암호 기법을 소개한다. 제안 기법은 다중수신자에 대한 메시지 암호화 단계에서 겹선형 페어링 연산을 제거하였을 뿐만 아니라 복호화 단계에서 단 한 번의 겹선형 페어링 연산만을 요구하는 매우 효율적인 다중수신자 암호 기법이다. 또한, 본 논문에서는 제안 기법을 이용하여 스테이트리스 수신자 환경을 위한 서브셋-커버 프레임워크 기반의 새로운 공개키 브로드캐스트 암호 기법을 제시한다.

• 방송공학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.412-424
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• 2016

브로드캐스트 암호시스템은 한명의 송신자가 다수의 수신자에게 메시지를 안전하게 전송하는 기법이다. 그 효율성은 암호문 전송량, 사용자 저장량, 복호화 연산량으로 측정되는데, 보통 대규모 수신자를 가정하므로 암호문 전송량을 줄이는 것이 가장 중요한 것으로 고려된다. 본 논문에서는 Shamir의 비밀분산 방식을 이용하여 전송량을 크게 줄이는 브로드캐스트 암호기법을 새롭게 제안한다. 기존의 Subset Difference (SD) 기법과 비교하면, 전체 사용자 수 n에 대하여 탈퇴자 수가 $\sqrt{n}$보다 작으면 SD 기법 전송량이 작지만, 탈퇴자 수가 $\sqrt{n}$보다 커지면 제안 기법의 전송량이 작게 된다. 이러한 장점은 사용자 저장량과 복호화 연산량을 약간 증가시키면서 얻을 수 있다.

• 방송공학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.53-61
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• 2008

본 논문에서는 전방향 안전성(forward-secrecy)을 보장하는 공개키 브로드캐스트 암호 기법을 제안한다. 공개키 브로드캐스트 암호는 공개키를 이용하여 구성원 누구나 메시지를 전송할 수 있고, 탈퇴자 그룹을 효율적으로 배제(revocation)할 수 있는 기법이다. 여기에 전방향 안전성을 보장하려는데, 전방향 안전성은 사용자의 비밀키가 노출되더라도 그 노출된 시점 이전의 암호문을 쉽게 복호화 할 수 없도록 하는 것이다. 이러한 기능이 없다면 권한 없는 수신자가 과거의 방송을 수집하고 이후 정당한 비밀키를 받아서 과거의 방송을 복호화할 수 있는 문제가 발생한다. 전방향 안전성은 특히 유료 방송 등의 환경에서 요구된다. 본 논문에서 제안되는 기법은 2005년 Boneh-Boyen-Goh가 제시한 계층구조의 신원 기반 암호기법을 변형하여 설계된다. 먼저 BBG기법을 사용하여 새로운 공개키 브로드캐스트 암호기법을 설계하고, 다시 BBG 기법에서 사용된 하위레벨 비밀키 생성 알고리즘을 사용하여 전방향 안전성을 부여한다. 제안되는 기법은 타원곡선 위의 페어링(pairing)을 이용하여 설계되며, 전체 사용자 n에 대하여 $O(\sqrt{n})$ 사이즈의 통신량과 비밀키 저장량을 가진다. 특히 비밀키 저장량은 탈퇴자 수가 증가할수록 줄어드는 장점을 가진다. 통신량이 중요한 환경에서는 이전에 제시된 기법보다 본 논문에서 제안된 기법을 사용하는 것이 더 바람직한데, 이는 통신량은 동일하지만 비밀키 저장량이 더 적기 때문이다. 제안된 기법은 Bilinear Diffie-Hellman Exponent 가정 하에서 선택 암호문 공격에 안전하도록 설계되며, 그 증명은 랜덤 오라클을 사용하지 않는다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 추계학술발표대회 및 정기총회
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• pp.873-876
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• 2005

무선 센서 네트워크 (Wireless Sensor Network)에서 기존에 존재하는 대부분의 보안 프로토콜들은 대칭적인 공유키(symmetric pairwise key) 설정에 기반하고 있다. 그러나 이러한 프로토콜들은 노드 전복 (node compromising), 그리고 과중한 트래픽의 문제점을 안고 있다. 더욱이, 대칭키 방법을 이용한 브로드캐스트 메시지 인증은 자원이 제약된 센서네트워크에서 적용하기에는 너무 복잡하다. 본 논문은 공개키를 이용한 공유키(Pairwise Key) 설정에 기반한 보안 프로토콜들을 제안한다. 특히 경량성을 위하여 타원 곡선 암호 (Ellptic Curve Cryptography)를 채택하였다. 제안 프로토콜은 공유키 설정과 브로드캐스트 메시지 인증을 위하여 각각 Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH)과 Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA)를 이용한다. 더욱이, 분산된 rekeying 메커니즘 (decentralized rekeying mechanism)을 도입함으로써 TinySec 의 성능을 향상시킨다.

• 방송공학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.92-109
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• 2015

브로드캐스트 암호시스템은 한명의 송신자가 다수의 수신자에게 메시지를 암호화하여 안전하게 전송하는 기법이다. 2001년 Naor, Naor, Lotspiech가 유사난수생성기와 Subset Difference(SD) 방식을 이용하여 제안한 브로드캐스트 암호시스템이 가장 효율적인 기법으로 알려지고 있다. 본 논문에서는 비밀분산(secret sharing) 기법과 SD 방식을 이용하여 새로운 브로드캐스트 암호시스템을 제안한다. 새로운 기법은 효율성 측면에서 전체 사용자 수 n명, 탈퇴자 수 r명에 대해 O(r) 전송량, O($log^2n$) 비밀키 저장량, O(1) 복호화 연산량을 제공한다. 기존 SD 기법이 복호화 시 O(log n)의 유사난수생성기 계산이 필요한데 비해, 새로운 기법은 복호화 계산량이 n과 r에 관계없다는 장점을 갖는다. 안전성 측면에서는 증명과정에서 나타나는 안전성 손실(security loss)을 비교할 때, 새로운 기법이 기존 SD 기법에 비해 약 O(n log n)정도 안전성 손실이 더 적다는 장점도 갖는다. 또한 이론적으로 본 논문의 결과는 Complete Subtree 방식처럼 정보 이론적으로 안전한 키 분배방식을 이용하면서도 SD 방식의 효과를 내는 것이 가능하다는 것을 보인다.

• 방송공학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.758-770
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• 2013

브로드캐스트 암호시스템은 송신자가 수신자 집합을 지정하여 생성한 암호문을 공개된 채널을 통해 전송하면, 수신자 집합에 속하는 정당한 사용자만이 메시지를 복호화 할 수 있는 암호 기법이다. 2005년도에는 공모공격에 안전하며 상수크기의 암호문과 비밀키를 가지는 페어링 기반의 기법이 Boneh 등에 의해 제안되었다. 일반적으로 페어링 기반의 기법은 사용자로부터 많은 연산량을 요구하기 때문에 리소스에 제한이 있는 기기에 적용하기에는 어려움이 있었다. 본 논문에서는 Boneh 등의 기법을 기반으로 브로드캐스트 암호시스템에서 암호문을 효율적으로 복호화 하는 기법(BEWD)을 제안한다. 제안하는 기법에서는 복호화 시에 요구되는 페어링연산과 다른 사용자들의 공개키가 쓰이는 연산을 제 3자인 프록시 서버에 위임함으로써 사용자에게 요구되는 연산량을 줄인다. 또한 사용자는 서버의 올바른 계산을 확인을 할 수 있다. 제안하는 기법은 n-BDHE가정 하에 선택적인 IND-RCCA에 안전한 기법이다.

• 방송공학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.580-597
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• 2015

브로드캐스트 암호시스템은 한명의 송신자가 다수의 수신자에게 안전하게 메시지를 전송하는 기법이다. 제안된 브로드캐스트 암호 시스템 중 가장 효율적인 것은 트리구조에서 Subset Difference(SD) 기법을 이용한 것으로, 이를 구체화하기 위해 유사난수생성기(PRG: Pseudo-Random Generator)와 비밀분산(SS: Secret Sharing) 방식을 이용한 두 가지 방법이 존재한다. 2-SD 기법은 SD 기법을 일반화하는 것으로 하나의 집합에서 두 개의 부분집합을 동시에 탈퇴시킬 수 있는 방법이다. 2-SD 기법의 장점으로는 SD 기법에 비해 전송량을 더 줄일 수 있다는 것이다. 그러나 현재까지 PRG나 SS 기반에서 2-SD 기법을 설계한 결과는 알려지지 않았다. 본 논문에서는 2014년 Jae Hwan Lee[9]등이 제시한 SS 기반의 SD 기법을 확장하여 SS 기반의 2-SD 기법을 설계한다. 제안된 기법은 기존 SS 기반의 SD 기법에서 요구하는 암호문 헤더 전송량의 약 25% 줄이는 효과가 있다. 또한 암호 이론적으로 본 논문의 결과는 증명 가능한 2-SD 기법을 최초로 제시한 것이다.