클라우드와 같은 퍼블릭 스토리지 시스템은 언제 어디서든 온디맨드(on-demand) 컴퓨팅 서비스를 제공한다는 점에서, 다수 사용자 간 데이터 공유 환경으로 각광받고 있다. 안전한 데이터 공유는 세분화된 접근 제어를 통해 가능한데, 기존의 대칭키 및 공개키 기반 암호 기법은 암호문과 비밀키 간 일대일 대응만을 지원한다는 점에서 적합하지 않다. 속성 기반 암호는 세분화된 접근 제어를 지원하지만, 속성의 개수가 증가함에 따라 암호문의 크기도 함께 증가한다. 게다가, 복호에 필요한 연산비용이 매우 크기 때문에, 가용한 자원이 제한된 환경에서 비효율적이다. 본 연구에서는, 복호 연산의 아웃소싱을 지원하는 효율적인 속성 기반의 안전한 데이터 공유 기법을 제안한다. 제안 기법은 속성의 개수에 관계없이 항상 일정 크기의 암호문을 보장한다. 또한 정적 속성 환경에서 사용자 측면 연산 비용 절감을 지원하며, 이는 약 95.3%의 복호 연산을 고성능의 스토리지 시스템에 위임함으로써 가능하다. 반면 동적 송석 환경에서는 약 72.3%의 복호 연산 위임이 가능하다.
클라우드 컴퓨팅의 보급으로 최근 데이터 아웃소싱에 대한 요구가 매우 높아지고 있다. 하지만 클라우드 컴퓨팅의 근본적인 걱정인 외부 서버 신뢰 문제에 대한 만족할만한 수준의 해결책이 아직 제시되고 있지 못하다. 이 때문에 검색가능 암호화에 대한 연구가 최근에 다시 활발해지고 있다. 하지만 검색 기능에 대한 연구에만 집중되어 중요한 요소 중 하나인 데이터 암호메커니즘에 대한 연구는 상대적으로 소홀히 되고 있다. 적절한 암호메커니즘의 적용 없이는 검색가능 암호화를 실제 서버에 적용하는 것이 불가능하다. 이 논문에서는 다중 사용자가 이용하는 검색가능 암호시스템에서 지금까지 제안된 데이터 암호메커니즘과 사용 가능한 메커니즘들을 분석하여 그들의 장단점을 논한다. 분석 결과 논문에서 고려한 브로드캐스트 암호 기법, 속성기반 암호 기법, 프록시 재암호화 기법은 모두 적절한 해결책이 되지 못한다. 현존하는 기법들의 가장 큰 문제는 별도의 완전히 신뢰할 수 있는 서버가 필요하다는 것과 외부 사용자와 완전히 신뢰하지 못하는 서버 간 공모 공격을 방지할 수 없다는 것이다.
군에서 현재 운영하는 전장관리체계는 각각의 네트워크와 별도의 암호장비를 이용하여 운용되고 있다. 운용업무별 별도의 네트워크 사용으로 체계별 보안성은 확보했으나 사용자 및 체계연동을 위한 개인인증 방법은 아직 연구과제다. 즉, 동일한 사용자가 서로다른 체계를 운용하기 위해서는 각각의 암호모듈과 ID/PW를 부여받고 사용하고 있다. 현재 전장관리체계는 공개키 기반구조로 운용되고 있으며 암호장비는 대부분 인편을 통해 배부되어 이동간 피탈되기 쉬운 구조를 갖고 있다. 또한 전장관리체계(C4I)별 암호키를 운용하고 있어 한사람이 여러개의 암호인증모듈을 관리하는 등 암호키 운영관리에 제약 사항이 있다. 이런 공개키 기반구조(PKI)의 문제점 및 이를 보완하기 위한 ID기반의 암호시스템과 속성기반 암호시스템의 비교를 통해 차기 암호인증시스템의 구축방안을 연구하였으며 체계간 접속을 위한 인증방법 및 안전한 자료 소통을 지원하는 자료 암호화 저장 및 소통방안을 제안한다.
스마트워크는 언제 어디서나 편리하고 효율적으로 업무에 종사할 수 있도록 하는 미래지향적인 업무 환경이다. 이미 국내 외 많은 국가 및 기업들이 스마트워크의 도입을 추진하고 있으며 이에 따라 기업 및 근로자 그리고 사회적인 측면에서 긍정적인 효과를 기대하고 있다. 하지만 다양한 환경에서 업무 데이터에 대한 접근이 가능하기 때문에 그에 따른 데이터 접근에 대한 보안 위협이 존재하다. 따라서 본 논문에서는 스마트워크 환경의 보안을 위하여 속성기반 암호 시스템을 이용하여 상황정보를 고려한 데이터 접근제어 기법을 제안한다.
선거를 전자적으로 구성하기 위해서는 비밀성(privacy), 선거권(eligibility) 등과 함께 전체검증(universal verifiability)과 매표방지(receipt-freeness) 속성을 반드시 제공해야 한다. 지금까지 제안된 전자선거 기법은 매표방지와 전체검증을 제공하기 위해 도청 불가능한 채널이라는 물리적인 가정 하에 이루어지거나 하드웨어 장치를 이용하더라도 장치에 대한 신뢰가 가정되었다. 본 논문에서는 믹스 서버나 랜덤마이저의 역할을 스마트카드와 같은 안전한 하드웨어 장치가 하므로 물리적 가정 없이 효율적으로 구현한다. 제안한 시스템은 표를 섞는 과정에서 permutation matrix를 사용하여 증명하므로 증명의 회수가 적고 간단하여 효율적이다. 또한, 지금까지 제안된 대부분의 선거 기법은 ElGamal 암호시스템의 준동형 특성을 이용하여 모든 표를 결합한 다음 해독하여 집계를 계산하는데 이는 이산대수 문제를 효율적으로 해결할 수 있어야 가능했다. 이 논문에서는 ElGamal 암호시스템과 다차잉여 기반 암호알고리즘인 Naccacne 암호알고리즘을 결합하여 표를 인코딩 함으로써 유권자의 수가 많은 선거에 대해서도 다항 시간 내에 집계가 가능하다.
내적 암호화 방식은 비밀키와 암호문 사이에 파인 그레인 관계를 제공하는 암호학적 프리미티브이다. 본 논문은 완전한 속성 은닉 보호를 수행하는 새로운 IPE 방식을 제안한다. 제안한 IPE 방식은 합성 위수의 bilinear groups에 기반한다. 본 논문에서는 이중 암호화 시스템 체계를 사용하여 제안한 IPE의 완전한 속성 은닉 보호를 증명한다. 성능 분석에서 기존의 IPE 방식들과 제안한 IPE 방식의 연산량과 메모리 할당량을 비교한다.
국방 관련 암호 및 인증체계는 전장관리정보체계를 위한 키관리체계(KMI), 자원관리정보체계를 위한 국방인증체계(MPKI) 그리고 행정기관 연계 정보시스템을 위한 행정전자서명 인증체계(GPKI)로 구분한다. 본 논문에서는 국방인증체계(MPKI)에서 사용되고 있는 공개키기반구조(PKI)의 사용자 인증 관련 문제점과 보안 위협사항을 분석하고, 이를 보완하기 위한 속성기반 서명기법을 사용한 개선된 속성기반의 인증기법을 제시하고자 한다. 제안하는 기법에서는 서명에 포함되는 접근 구조를 Monotone Span Program(MSP)을 사용하였으며, 체계서버가 사용자 인증을 통해 서비스를 제공하게 하였다.
속성 기반 서명은 속성을 가지는 서명키를 사용하여 속성 술어를 기반으로 하는 서명을 생성하는 암호 방식이다. 속성 기반 서명에서 서명을 생성하는 동안 서명키가 유출된다면, 해당 서명키에 대한 서명이 위조될 수 있는 문제가 발생한다. 따라서 서명 생성은 보안이 보장되는 하드웨어에서 수행되어야 한다. 이러한 하드웨어를 보안 하드웨어라고 명명한다. 그러나 보안 하드웨어는 연산속도가 느리기 때문에 속성 기반 서명과 같은 많은 연산을 빠른 시간 안에 수행하기에는 적합하지 않다. 이 논문은 속성 기반 서명의 연산을 분리하여 성능이 좋은 일반 하드웨어와 보안 하드웨어로 이루어지는 시스템에서 효율적으로 사용가능한 속성 기반 서명 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 기존에 존재하는 임의의 속성 기반 서명과 일반 전자서명으로 설계가 가능하며, 속성 기반 서명이 안전하지 않은 환경에서 수행되더라도 일반 전자서명을 보안 하드웨어에서 수행함으로써 안전성을 보장한다. 제안된 논문은 기존의 속성 기반 서명을 보안 하드웨어에서 생성하는 것에 비해서 11배의 성능향상을 보인다.
본 논문에서는 퍼블릭 블록체인에서 개인정보를 안전하게 보호하기 위한 방법으로, 암호기법을 이용한 접근통제 시스템을 제안한다. 제안 시스템은 거래 데이터 중에서 개인정보에 해당하는 부분을 선별하여 이를 접근정책에 따라 암호화한 다음 블록체인에 저장하고, 적정한 권한을 가진 사람만이 복호화하도록 설계된다. 성능과 확장성을 향상시키기 위하여 암호스킴을 블록체인과 연동하는 오프-체인 네트워크에 구현한다. 따라서 암호 연산에 따른 성능저하가 미미하고, 기존 블록체인 네트워크의 구성을 보존하면서도 새로운 접근통제를 반영할 수 있어 확장성이 높다. 암호화 스킴은 속성기반암호화(ABE:Attribute-Based Encryption)에 기반한다. 그러나 통상적인 ABE와 달리 정보의 속성인 보유기간을 접근구조에 포함하여 개인정보 보호규제에서 요구하는 정보의 잊혀질 권리를 제공한다. 한편 ABE의 처리 성능문제를 보완하기 위해 대칭키 방식을 혼용한 것도 본 논문의 특징이라 할 수 있다. 제안 시스템을 공개형 블록체인인 클레이튼을 이용하여 구현하고 성능 평가를 통해 타당성을 증명하였다.
본 논문에서는 $GF(2^m)$ 상에서$AB^2 $연산을 위한 두 가지 새로운 알고리즘과 구조를 제안한다. 먼저 Linear Feedback Shift Register 구조기반의 A$B^2$ 곱셈 알고리즘을 제안하고, 이를 기반으로 비트순차 구조를 설계한다. 그리고, 기본 구조로부터 변형된 변형 $AB^2 $ 곱셈기를 설계한다. 제안된 구조는 기약다항식으로 모든 계수가 1인 속성의 All One Polynomial을 이용한다. 시뮬레이션 결과 제안된 구조가 구조복잡도면에서 기존의 구조들보다 훨씬 효율적이다. 제안된 곱셈기는 공개키 암호의 핵심이 되는 지수기의 구현을 위한 효율적인 기본구조로 사용될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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