• 산업융합연구
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• 제21권8호
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• pp.51-58
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• 2023

최근 블록체인은 트릴레마를 해결하기 위해 이상적인 분산 신뢰 네트워크를 설계하려고 노력했다. 그러나 일부 국가간 분쟁으로 에너지 분배의 불균형이 발생했고, 현재 비트코인과 같은 블록체인 네트워크가 거래와 채굴을 위해 엄청난 에너지를 소비하고 있다. 기존 연구인 데이터 볼륨 기반 신뢰 모델은 루빈 방식의 신뢰 모델보다 증가하는 블록체인 크기를 더 잘 평가했다. 본 논문에서는 성장하는 블록체인 네트워크의 존속시간, 블록체인 크기 및 거래를 위해 소모된 에너지를 고려하여 블록체인 네트워크의 지속 가능성을 평가하는 확장성 기반 에너지 모델을 제안한다. 또한 수학적 분석을 통해 제안 모델과 기존 모델에 대한 만족도와 최적의 블록체인 크기를 비교한다. 그러므로 제안된 확장성 기반 에너지 모델은 트릴레마를 해결하고 지속 가능성을 검증하는 적절한 블록체인 네트워크를 선택할 수 있는 평가 툴을 제공할 것이다.

• 융합정보논문지
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• 제10권10호
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• pp.65-70
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• 2020

Peer-to-Peer 망에서 디지털 콘텐츠를 거래와 암호화폐를 발행할 수 있는 신뢰망인 비트코인이 출현된 후, 거래 성능을 향상시키기 위해 많은 블록체인이 개발되었다. Joseph Lubin이 이런 Transaction Per Second (TPS) 만 강조한 블록체인 망에 탈중앙화 지수라는 개념을 최근 보완하여 Decentralization TPS (DTPS)를 제안하였지만, TPS에 대한 가중치가 여전히 크고 확장 트릴레마 중 하나인 보안 이슈를 충분히 고려하지 않았다. 본 논문은 블록체인 크기, 고아 블록률과 평균 블록 크기를 고려하여 새로운 신뢰 메트릭을 제안하고, 시그모이드 함수 및 최적화 기법으로 블록체인 망의 만족도를 극대화하기 위한 최적의 블록체인 크기를 제시했다. 인기 있는 블록체인 망들과 비교하여 기존 Lubin의 신뢰 모델보다 향상된 성능을 보였으며, 비트코인 계열의 블록체인 망이 이더리움 보다 나은 최적의 데이터 볼륨과 신뢰 만족도를 제공했다.

• 정보보호학회논문지
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• 제30권1호
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• pp.87-100
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• 2020

양자 내성 암호와 블록체인을 결합한 것을 양자 내성 블록체인(Post-Quantum Blockchain)이라 부르며[1], 양자 컴퓨터를 대비한 양자 내성 블록체인에 대한 연구가 이루어지고 있다. 그러나 양자 내성 블록체인을 구현하기 위해 임의의 양자 내성 암호를 기존 블록체인에 그대로 도입하게 되면, 비대한 공개키, 서명 크기가 문제가 되거나, 서명 검증 시간이 길어지는 등의 문제가 발생한다. 본 논문은 비대한 공개키와 서명 크기를 가진 전자서명 알고리즘을 고정된 사이즈로 감소시켜 저장하는 방식을 제안한다. 양자 내성 암호를 블록체인에 도입하기 위한 새로운 트랜잭션 구조와 프로토콜을 제안하며, 제안 메커니즘을 적용하여 오픈소스 기반의 양자 내성 블록체인을 구현했다. 본 연구를 통하여 블록체인의 양자 내성 전자서명 호환성을 증대시키고, 전체적인 블록체인의 크기도 감소시킬 수 있다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2019년도 춘계학술발표대회
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• pp.299-301
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• 2019

블록체인 기술이 발전함에 따라 블록체인을 기반으로 하는 웹 서비스가 기획되고자 할 때, 데이터 저장에 대해서 무결성과 기밀성 유지, 데이터의 크기 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 서비스에 내에서 사용되는 다양한 데이터의 각 특성에 따라 저장소를 선택하여야 한다. 블록체인 기반 웹 서비스의 유형을 분류하고, 서비스에서 사용되는 데이터를 분류할 수 있도록 데이터 분류 체계도와 그 과정에 대해 제안한다. 이를 통해 블록체인 기반 웹 서비스에서 블록체인과 외부 저장소 혼용의 효율 상승을 기대한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 추계학술발표대회
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• pp.252-256
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• 2023

쇼어 알고리즘을 실행할 수 있는 양자 컴퓨터의 발전으로 인해 기존 ECC(Elliptic Curve Cryptography)를 사용하던 블록체인이 PQC(Post Quantum Cryptography)로의 전환을 고려하고 있다. 하지만 PQC 는 기존 암호에 비해 큰 사이즈, 느린 서명/검증 속도 등과 같은 문제점이 존재한다. 본 논문에서는 우리가 WISA'23 에서 새롭게 제안한 PQ-DPoL 합의 알고리즘에 NIST(National Institute of Standards and Technology)가 선정한 Crystal-Dilithium, Falcon 그리고 Sphincs+를 적용하여 비교 분석하였다. 실험 결과에 따르면, 매우 큰 서명 크기를 가지고 있기 때문에 블록에 담기는 트랜잭션의 수가 감소하므로 Sphincs+의 성능이 가장 떨어짐을 확인하였다. 또한 Dilithium 은 Falcon 과 비슷한 성능을 보여주었다. 그 중에서도 Falcon 이 가장 우수한 성능을 보여주었다. 이는 Falcon 의 공개키와 서명의 크기가 다른 알고리즘에 비해 작기 때문이다. 따라서 양자내성을 갖는 블록체인에는 Falcon 512 알고리즘이 가장 적합할 것으로 생각된다. 그러나 블록체인의 속도와 보안 강도는 Trade-off 관계이므로 보안성을 중요시하는 블록체인 네트워크에서는 Sphincs+가 적합할 수 있을 것으로 보인다. 따라서 블록체인 네트워크의 상황과 목적에 따라 적절한 알고리즘을 사용해야 될 것으로 생각된다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 추계학술발표대회
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• pp.257-259
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• 2023

양자 컴퓨터의 발전과 쇼어 알고리즘을 통한 ECC(Eliptic Curve Cryptography)에 대한 다항 시간의 솔루션을 제공함으로써 블록체인의 안정성이 위협받고 있다. 본 논문에서는 Round-Robin을 기반으로 하는 알고리즘을 제안함으로써 블록 생성에 대한 공정성을 제공하며 양자 내성 전자 서명인 CRYSTALS-DIlithium을 적용함으로써 근미래에 다가올 양자 위험성에 대비하였다. TPS 측면에서는 DIlithium의 큰 키 크기와 큰 서명 크기에 의해 ECDSA에 비해 낮은 성능을 보여주었지만, Latency 측면에서는 더욱 높은 성능을 보여주며, 이는 실시간성이 중요한 IoT와 같은 분야에서 더욱 높은 효용성을 보여줌을 알 수 있다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제26권12호
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• pp.159-168
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• 2021

BIM (Building Information Modeling) 데이터는 전 세계 표준에 맞춰 설계 도면을 디지털화시킨 데이터이며, BIM 데이터의 안전한 공유 및 거래를 위해서 블록체인을 활용하기 위한 연구들이 진행되고 있다. 하지만, BIM 데이터의 용량 크기와 블록체인의 기술적 한계로 인해 BIM 데이터를 블록체인에 직접적으로 저장할 방법이 없다. 본 논문에서는 해당 문제점을 해결하기 위해 분산 파일 시스템과 블록체인을 융합하여 BIM 데이터를 저장하는 방안에 대해서 제안한다. 본 논문에서는 BIM 데이터 저장을 위해 두 개의 네트워크 오버레이를 구축하는 방안과 BIM 데이터의 효율적인 검증을 위해서 LOD (Level of Detail)기반의 머클 트리를 생성하는 방안을 제안하였다. 제안된 방식을 블록체인 클라이언트인 베수와 IPFS 클라이언트에 동기화 모듈과 함께 적용하여 BIM 데이터가 정상적으로 저장되는 것을 확인하였으며, 제안된 방식을 통해서 파일 용량이 증가할 때도 처리 속도가 안정적으로 증가한다는 것을 확인하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2021년도 춘계학술발표대회
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• pp.78-81
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• 2021

스마트 더스트 IoT 환경은 먼지처럼 작은 크기, 대량 살포, 낮은 연산 능력을 특징으로 가지는 기기들이 서로 통신하는 IoT 시스템 중 하나이다. 이러한 스마트 더스트 IoT 환경은 상기의 특성으로 인해 데이터 위·변조와 같은 데이터 신뢰성을 위해 일반적인(순수한) 블록체인을 사용하기 어렵다. 따라서 본 연구팀은 이전 연구를 통해 스마트 더스트 IoT 환경에 적합한 경량화된 블록체인을 연구·개발했다. 하지만 이전 연구는 스마트 더스트 IoT 환경의 동적인 물리적 연결을 배제한 체 스마트 더스트 IoT 의 기기적 특성만이 고려되었다. 본 논문에서는 스마트 더스트 IoT 환경의 동적인 물리적 연결을 고려하여 스마트 더스트 IoT 환경에의 물리적 네트워크와 논리적 네트워크를 통합하는 설계를 제안한다.

• 디지털융복합연구
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• 제19권6호
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• pp.233-238
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• 2021

블록체인 기술은 모든 거래를 축적하고 저장하며 모든 트랜잭션의 내용을 확인하기 위해 데이터 자체는 압축되지만 확장성이 제한된다. 또한 거래 유형별로 별도의 검증 알고리즘을 사용하기 때문에 거래 규모가 커질수록 검증 부담이 커진다. 기존 블록체인은 사양이 낮은 서버를 사용하여 블록 싱크가 되지 않기 때문에 네트워크에 참여할 수 없다. 이러한 문제로 인해 시간이 지날수록 블록체인 네트워크의 데이터 크기가 커지고 자원이 풍부한 사용자를 제외하고는 네트워크 참여가 불가능하다. 따라서 본 논문에서는 일반 동작 검증을 위한 영지식 증명 알고리즘을 연구함으로써 트랜잭션을 향상시켰다. 이 시스템에서는 일반 동작 검증이 가능한 영지식 회로 생성기 설계와 검증자 및 검증자의 최적화도 수행하였다. 그리고 키 생성을 최적화하기 위한 알고리즘을 개발하였다.

• 산업과 과학
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• 제3권1호
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• pp.30-36
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• 2024

최근 다양한 산업 분야에 적용되고 있는 사물인터넷(IoT)은 자동화와 디지털화하는 과정에서 끊임없이 진화하고 있다. 그러나, IoT 장치가 구축된 네트워크에서는 중간 노드 간의 IoT 중요 정보 관련 데이터의 공유, 개인정보보호 및 데이터 무결성 등의 연구가 아직도 활발하게 연구되고 있다. 본 연구에서는 IoT가 구축된 네트워크 환경에서 중간 노드에 부담을 주지 않으면서 구현이 쉬운 블록체인 기반의 IoT 중요 정보 관리 기법을 제안한다. 제안 기법은 중간 노드에 도착한 IoT 중요 정보에 대해서 임의 크기의 무작위 값을 할당하여 탈중앙화된 P2P 블록체인이 되도록 관리한다. 또한, 제안 기법은 IoT 중요 정보의 가중치 조건에 따라 시간제한, 장치 제한 등의 라이선스를 만들어 IoT 중요 데이터 관리가 수월하여지도록 한다. 성능평가, 제안 기법은 지연시간 및 처리시간이 기존 기법보다 평균 7.6%, 10.1%가 향상되었다.