자기 수축 발생기(self-shrinking generator)는 Meier와 Staffelbach에 의해 제안되었으며[4], 구조가 간단하고 키수열을 생성하는 속도가 빠르기 때문에 스트림 암호시스템으로 각광받고 있다 [5]. 본 논문에서는 자기 수축 발생기의 새로운 구성방법을 제안한다. 제안된 자기 수축 발생기는 하나의 선형귀환회로와 주어진 짝수 m에 의하여 정의되며 일반적으로 선형귀환회로의 귀환다항식으로 원시다항식을 사용한다. 이 경우 키수열은 균형성을 만족하며, 선형귀환회로의 귀환다항식의 차수를 $d_{Y}$ 라고 하면 주기는 $d_{Y-2}$ 이다. m을 $2^{η}$ζ로 표현하면 선형복잡도 Lz는 $d_{Y}$ +η-3/$\leq$$L_{Z}$$\leq$m/2($d_{Y}$ -1 - ($d_{Y}$ -2))이다. 따라서 제안된 자기 수축 발생기는 기존의 자기 수축 발생기에 비하여 암호학적으로 우수한 성질을 갖는다.다.
본 논문에서는 수축생성기(Shrinking Generator)의해 생성되는 비선형수열의 성질을 분석한다. 또한 수축생성기에 의해 생성되는 비선형 수열을 삽입수열로 해석하여 제어레지스터에서 생성되는 수열의 성질을 이용하여 출력된 수축수열의 위상이동차를 분석하여 가로챈 일부 수열로부터 원래 수열을 복원해내는 방법을 제안한다.
수축수열 생성기라고 하는 비선형 수열 생성기는 최대 주기를 갖는 두 개의 LFSR로 이루어진 비선형 키스트림 생성기이다. 이러한 수축수열 생성기에 의해 생성된 수축수열은 삽입수열로 한 부류에 포함되고, 셀룰라 오토마타(이하 CA)를 이용하여 생성할 수 있다. 본 논문에서는 수축수열의 특성다항식과 동일한 특성다항식을 갖는 90/150 CA 기반의 수열생성기를 합성하는 방법을 제안한다.
콘크리트 포장의 환경하중은 온도하중과 수분하중으로 구분할 수 있으며, 이는 콘크리트 슬래브 내의 온도분포와 건조수축 및 크리프를 의미한다. 본 연구에서는 공항 콘크리트 포장의 역학적 설계에 필요한 환경하중을 산정할 수 있는 방법을 개발하였다. 먼저, 대상 지역과 설계 슬래브 두께를 결정한 후, 포장 온도 예측 프로그램을 사용하여 예측된 슬래브 깊이에 따른 콘크리트 온도분포를 등가선형 온도차이로 환산하였다. 기존 건조수축 예측 모형을 개선하여 지역별 상대습도를 고려하여 콘크리트의 건조수축을 예측한 후 부등건조수축 등가선형 온도차이로 환산하였다. 또한, 응력이완을 건조수축에 반영하였다. 결국, 온도에 의한 등가선형 온도차이와 수분에 의한 부등건조수축 등가선형 온도차이를 합하여 최종 환경하중인 총 등가선형 온도차이를 산정하였다. 적용 예를 보이기 위해 지역별 기상조건을 대표할만한 국내 민간공항 8곳 및 군공항 2곳의 환경하중을 본 연구에서 개발된 방법으로 계산하고 비교하였다.
현대 교량이 연속화, 장대화되어 가는 추세에 따라 강-콘크리트 합성거더교의 내구성 및 안전성 확보를 위해 콘크리트의 건조수축과 크리프 등 장기거동에 의한 영향이 정확히 평가 산정되어야 한다. 그러나, 현 도로교 설계기준에 주어진 최종 건조수축 변형률은 $180^{1\;2}$인데 이는 실험적 연구 등을 통해서 밝혀진 값보다 현저히 작은 값으로 여러 시공사례에서 문제점이 발견되고 있는 등 건조수축에 의한 영향이 과소평가 되고 있어 이에 대한 수정이 필요한 시점에 있다. 이에 본 논문에서는 바닥판으로 콘크리트 슬래브를 적용한 플레이트 거더교 박스 거더교, 플리플렉스빔교를 대상으로 콘크리트 구조설계기준에 제시된 건조수축 및 크리프에 대한 규정을 적용하여 시간단계별 비선형 해석을 수행하였고, 얻어진 결과를 도로교 설계기준에 따라 산정된 값들과 비교 분석하여, 최종적으로 비선형 해석의 결과와 동일한 응력을 발생시키는 선형등가 건조수축 변형률을 산정하였다. 그 결과 도로교 설계기준에서 제시한 $180^{1\;2}$ 보다 대략 2배의 값을 적용하는 것이 실제의 건조수축의 영향을 반영하는 것으로 나타났다.
일반 나일론6 폴리머 대비 수축률이 높은 수축률을 가질 수 있는 나일론 고수축 개질 폴리머를 개발하고 이를 이용하여 고권축/고벌키 특성이 우수한 세섬 20d급의 나일론/Co-나일론계 고권축 소재를 개발하기 위하여 나일론 개질폴리머의 구조와 물성에 대한 연구 조사가 필요하다. 기존 나일론6 중합은 카프로락탐만을 사용하여 중합되므로 선형의 분자 구조를 가지게 되어 섬유형태로 방사했을 경우 수축률이 균일하게 되므로 수축율이 다른 나이론 폴리머를 만들기 위해서는 카프로락탐 외에 폴리머 분자구조를 변화 시킬 수 있는 공중합 모노머를 사용하여 랜덤하게 공중합을 해야한다. 일반적으로 사용되는 공중합 모노머는 말단이 -COOH나 -NH2로 되어서 카프로락탐과 반응할 수 있는 물질이 많이 사용되어 진다. 최근 수축률을 높이기 위한 공중합 모노머로는 SSIPA나 Meta xylene diamine과 같이 비 선형구조를 가지는 모노머를 사용하여 폴리머의 구조를 변화시켜 수축율을 높이고 있다. 이를 일반 나이론 6와 사이드 바이 사이드 방사를 하게 되면 두 폴리머의 수축율 차이로 인해 미케니컬 수축력을 발현시키고 있다. 따라서 본 연구에서는 스포츠/레저용 초경량 Nylon 박지에 적합한 자발신장 개념인 Nylon6 잠재권축 소재를 개발하기 위하여 $14^D$수준의 Co-Nylon6의 구조와 물성을 조사 검토하여 이를 실제 현장에 자료를 제공하는 것을 목적으로 하였다.
수복용 복합레진이 도입된 이후 많은 물성의 향상이 이루어졌으나 중합수축은 아직 해결되지 않은 주요 단점으로 남아있다. 중합수축이 적은 복합레진을 만들기 위한 많은 노력이 이루어져 최근에 silorane 기질의 저수축 복합레진이 개발되었고, 정밀하게 중합수축을 측정하기 위한 여러 방법들이 시도되었다. 본 연구에서는 컴퓨터 시각(computer vision)을 이용하여 시편에 직접 접촉하지 않으며 광중합 복합레진의 선형중합수축을 측정할 수 있는 입자 추적 시스템을 개발하였고 이를 이용하여 silorane (P90) 및 methacrylate (Z250과 Z350) 기질의 광중합 복합레진의 중합수축 거동을 측정하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 복합레진의 선형중합수축은 0.33-1.41% 였으며 silorane기질의 복합레진인 P90이 가장 낮았고 Z250, Z350의 순으로 증가하였다. 2. 본 장비는 선형중합수축을 시편의 형태에 민감하지 않고 복잡한 과정없이 실시간으로 측정할 수 있었다.
본 연구는 광중합형 복합레진 중합 시 기존의 중합법과 가변광도 중합형인 soft start 중합법 및 exponential 중합법 간의 중합수축효과를 비교하고자 하였다. 본 연구를 위해 3종의 복합레진 (Synergy Duo Shade, Z250, Filtek Supreme) 및 3종의 광조사기 (Spectrum 800, Elipar Highlight, Elipar Trilight)를 사용하였다. 총 중합시간은 40초로 일정하게 유지하였으며, 선형 중합수축률의 측정은 linometer를 이용하였으며, 90초간의 선형 수축률을 0.5초 간격으로 측정하였다. 재료별로 각 중합 방법별 시간에 따른 중합수축률을 one-way ANOVA test로 분석하여 최종 중합수축률에 도달하는 시간을 산출하였고, 90초 후 최종 선형 중합수축률을 two-way ANOVA test를 이용하여 재료, 광조사 방법, 재료 및 광조사 방법의 교호작용이 중합수축에 미치는 영향이 있는지를 검증하였다. 또한 90초까지의 선형 중합수축률에 대한 20초까지의 선형 중합수축률의 비를 two-way ANOVA로 비교하고, 각각의 통계치를 95% Scheffe test로 검증하였는바, 다음과 같은 결과를 얻었다 1. Supreme을 제외한 다른 군에서는 재료 및 광조사 방법에 관계없이 대부분의 중합 수축이 광조사 후 20초 이내에 이루어졌다 (p < 0.05). 2. 90초 후, 최종 중합수축률은 재료 (p = 0.000)와 광조사 방법 (p = 0.003) 모두 유의성 있는 영향을 끼쳤으나, 재료와 광조사 방법 상호간의 작용은 영향이 없었다. 3. 90초 후 최종 중합수축률은 총 광에너지가 가장 낮은 exponential 중합법에서 유의성 있게 낮았다 (p < 0.05). 4. 20초까지의 초기 수축률은 soft start와 exponential중합법 등 가변광도 중합이 conventional 중합법에 비하여 유의성 있게 낮은 수축률을 보였다 (p < 0.05). 본 실험 결과만을 토대로 볼 때, 가변광도 중합법은 초기 중합수축 속도를 감소시켜 수축응력을 감소시킨다고 볼 수 있다. 그러나 총 조사 광에너지의 차이로 인해 그 물리적 성질에 영향이 있을 수 있으므로 향후 이에 대한 더 많은 고찰이 필요할 것으로 사료된다.
랜덤성이 우수한 의사난수열 생성기로 알려진 셀룰라 오토마타(Cellular automata, CA)는 그 응용분야가 매우 다양하다. Cho 등은 긴 주기의 비선형 수열을 생성하기 위하여 CA기반의 수축수열 생성기를 설계하였다. 또한, 카오스 캣맵은 초기 조건에 대한 민감성과 예측 불가능한 특성을 가지는 복잡한 비선형 동역학계로 많은 연구자들에 의하여 연구되어 왔다. 본 논문에서는 높은 보안성을 위하여 최대 주기를 갖는 CA기반의 수축 생성기로 생성한 비선형 수열과 3차원 카오스 캣맵을 이용한 새로운 영상 암호화 방법을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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