• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2022년도 추계학술발표대회
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• pp.222-224
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• 2022

미국 국립표준기술연구소는 사물 인터넷 환경 상에서 원활하게 구동할 수 있는 경량암호의 표준화 공모전을 개최하였다. 경량암호 표준화 공모전은 2019년 Round 1 결과가 발표되었고, 2021년에는 최종 라운드 후보를 발표하였다. 최종 선정된 알고리즘은 총 10종이다. 선정된 알고리즘은 동작 방식에 따라서 순열 기반, 블록암호 기반, 트위커블 블록암호 기반, 그리고 스트림 암호 기반으로 분류된다. 또한 필수적으로 AEAD 기능을 제공할 것을 요구하며, 추가적으로 해시 기능을 제공하기도 한다. 본 논문에서는 국립표준기술연구소에서 진행한 경량암호 표준화 공모전의 최종 라운드에 대해서 확인해본다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
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• pp.126-128
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• 2023

본 논문에서는 2-bit RISC-V 프로세서 상에서의 경량 블록 암호인 SPECK의 CTR 운용 모드에 대한 최적 구현을 제안한다. RISC-V 상에서의 SPECK 단일 평문과 2개의 평문에 대한 최적화와 고정된 논스 값을 사용하는 CTR 운용모드의 특징을 활용하여 일부 값에 대해 사전 연산을 하는 라운드 함수 최적화를 제안한다. 결과적으로, 레퍼런스 대비 제안된 기법은 단일 평문과 2개의 평문에 대해 각각 5.76배 2.24배 성능 향상을 확인하였으며, 사전 연산 기법을 적용하지 않은 최적 구현 대비 사전 연산 기법을 적용하였을 때, 1% 성능 향상을 확인하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
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• pp.137-139
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• 2023

양자 컴퓨터가 현대 암호 시스템의 보안성을 위협하고 있음에 따라, 최근 잠재적인 양자 공격들에 대한 분석 연구들이 다수 발표되고 있다. 공개키 암호인 RSA와 ECC의 경우, Shor 알고리즘에 의해 다항시간 내에 해결됨으로써 보안성이 완전히 붕괴되는 반면, 대칭키 암호는 Grover 알고리즘에 의해 보안 강도가 제곱근으로 감소하기 때문에 키 길이를 증가시킴으로써 기존 보안성을 복구할 수 있다. 이론적으로 Grover 알고리즘은 보안성을 훼손시키지만, 현실적인 공격 난이도가 매우 높음에 따라 대상 암호에 대한 양자 회로 최적화 구현이 중요하다. 이에 본 논문에서는 블록암호 RC5를 양자 회로 상에서 최적화하고 이를 기반으로 Grover 공격 비용을 추정한다. 마지막으로, 추정한 비용을 NIST의 양자 후 보안 강도 평가와 함께 비교함으로써 RC5에 대한 양자 암호 분석을 수행한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
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• pp.253-255
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• 2023

스마트 시티는 수많은 기기에서 데이터를 수집한다는 점에서 보안적인 관점에서 취약점이 존재한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 블록체인의 감사 가능성, 투명성, 불변성 및 탈중앙화와 같은 특징을 활용하여 스마트 시티의 보안 취약점을 보완하는 연구가 다수 진행되고 있다. 대표적으로 자율 주행 자동차에 블록체인을 적용함으로써 보안 문제를 해결하였다. 이 외에도 다양한 적용 사례가 존재하였으며 스마트 시티에 블록체인이 적용가능함을 확인하였다. 하지만 블록체인을 적용시킴으로써 초기 투자 비용, 분산화로 인한 정책 충돌 등과 같은 문제점이 존재하였다. 향후 해당 문제점을 해결하기 위한 연구가 수행되어야할 것으로 사료된다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
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• pp.107-109
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• 2023

본 논문은 PIPO 알고리즘의 최적 구현 기술들에 대한 연구 동향을 살핀다. PIPO는 선형, 차분 공격에 안전한 S-box를 사용하는 SPN 구조의 경량 블록 암호 알고리즘이다. 블록 크기는 64비트이고 비밀키 크기에 따라 PIPO-128과 PIPO-256으로 나뉜다. PIPO 알고리즘의 S-Layer, R-Layer, Addroundkey의 3가지 내부 동작과정과 각 라운드에서 사용되는 연산들에 대한 자세한 설명이 제공된다. 본 논문에서는 RISC-V 및 ARM 프로세서, CUDA GPGPU에서 PIPO 알고리즘을 최적화 구현하는 방법을 다룬다. 해당 연구들에선 최적 구현 기술을 적용하여 PIPO 암호를 적용하는 IoT 장치에서도 안전하고 빠른 암,복호화를 수행할 수 있음을 보였고, 기존 연구와의 비교를 통해 성능 향상이 이루어짐을 확인할 수 있다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
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• pp.119-122
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• 2023

양자 컴퓨터가 현대 암호 시스템의 보안성을 위협하고 있음에 따라, 최근 잠재적인 양자 공격들에 대한 분석 연구들이 다수 발표되고 있다. 공개키 암호인 RSA와 ECC의 경우, Shor 알고리즘에 의해 다항시간 내에 해결됨으로써 보안성이 완전히 붕괴되는 반면, 대칭키 암호는 Grover 알고리즘에 의해 보안 강도가 제곱근으로 감소하기 때문에 키 길이를 증가시킴으로써 기존 보안성을 복구할 수 있다. 이론적으로 Grover 알고리즘은 보안성을 훼손시키지만, 현실적인 공격 난이도가 매우 높음에 따라 대상 암호에 대한 양자 회로 최적화 구현이 중요하다. 이에 본 논문에서는 블록암호 RC5를 양자 회로 상에서 최적화하고 이를 기반으로 Grover 공격 비용을 추정한다. 마지막으로, 추정한 비용을 NIST의 양자 후 보안 강도 평가와 함께 비교함으로써 RC5에 대한 양자 암호 분석을 수행한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 추계학술발표대회
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• pp.179-182
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• 2023

양자 알고리즘인 Shor 알고리즘으로 공개키 암호의 보안성이 붕괴됨에 따라 NIST는 양자내성암호 표준화 공모전을 진행하였다. 또한 암호시스템의 양자 후 보안을 위해, 양자 컴퓨터상에서 암호 알고리즘들을 미리 구현하고 분석하는 연구가 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는, NIST 양자내성암호 공모전 Round 4의 후보 알고리즘인 Classic McEliece의 공개키 생성 양자 회로 구현을 제시하고 회로에 필요한 양자 자원을 추정한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 추계학술발표대회
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• pp.183-187
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• 2023

양자 컴퓨터가 빠르게 발전됨에 따라 기존의 공개키 암호들이 기반하고 있는 난제인 소인수분해, 이산로그 문제를 다항 시간 안에 풀 수 있는 Shor 알고리즘에 의해 기존 암호의 보안 강도 약화 및 무력화 시기가 다가오고 있다. NIST에서는 양자 컴퓨터 시대에 대비하여 양자 컴퓨터가 등장하더라도 안전한 암호인 양자내성암호에 관한 공모전을 개최하였다. 양자 컴퓨터 환경에서 암호 분석을 통해 암호의 보안 강도를 확인할 수 있는데, 이를 위해서는 암호를 양자회로로 구현해야한다. 본 논문에서는 NIST PQC 공모전의 4 라운드 후보 알고리즘인 HQC (Hamming Quasi-Cyclic)의 PKE (Public Key Encryption) 버전에 대한 키 생성 및 인코딩 연산 중 핵심 역할을 하는 바이너리 필드 산술과shortened Reed-Solomon 코드의 인코딩 연산에 대한 최적화된 양자회로 구현을 제안하고, 이를 위해 필요한 자원을 추정한다.

• 정보보호학회지
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• 제34권2호
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• pp.21-27
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• 2024

양자컴퓨터는 매우 많은 경우의 수를 탐색하고 연산하는 데에 있어 이점을 가지며, 이는 소인수분해와 같은 작업에서 기존 컴퓨팅을 능가할 수 있다. 이러한 능력으로 인해 양자컴퓨터는 현재 사용되는 암호체계를 위협할 수 있다. 또한, 화학, 머신러닝 등 다양한 분야에서 혁신을 가져올 수 있는 차세대 컴퓨팅 환경으로 주목받고 있다. 현재 IBM, Google, Amazon 등의 세계적인 IT 기업들이 이 분야의 연구 및 개발에 적극적으로 투자하고 있으며 본고에서는 양자컴퓨터의 최근 개발현황과 양자컴퓨팅을 위한 플랫폼인 IBM Qiskit, Google Cirq, ProjectQ, Amazon Braket, Microsoft Azure Quantum, Intel Quantum SDK, Pennylane에 대해 알아보고자 한다.

• 정보보호학회지
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• 제34권2호
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• pp.29-38
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• 2024

양자컴퓨터의 급속한 발전으로 인해 현재 사용되는 암호화 알고리즘들은 위협에 직면해 있다. 이를 대비하여 양자컴퓨터로부터 안전한 양자내성암호 알고리즘을 개발하기 위해 미국 NIST에서는 양자내성암호 표준화 공모전을 개최하여 최근 4개의 표준화 알고리즘이 선정되었다. NIST는 다양성을 위해 다른 기반 문제를 갖는 알고리즘 선정을 위해서 현재 4라운드를 진행하고 있다. 하지만 4라운드 후보군 알고리즘은 모두 공개키 알고리즘이 선정되어 전자서명 알고리즘에 대한 후보군 알고리즘은 존재하지 않아 NIST는 2023년 PQC 전자서명 추가 공모전을 개최하였다. 따라서 본 논문에서는 NIST PQC 전자서명 추가 공모전에 대해 소개하고, 1라운드에 진출한 알고리즘의 특징과 최신 동향을 살펴본다.