• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.769-776
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• 2016

TELNET은 보안을 고려하지 않고 설계된 프로토콜이므로 네트워크 공격에 매우 취약하다. 이 문제를 해결하기 위한 방법으로 SSL/TLS와 SSH가 사용된다. 하지만 이 방법들은 추가적인 보안 프로토콜이 필요하고, 또한 기존의 TELNET과의 하위 호환성을 갖지 않는다. 본 논문에서는 내부적으로 보안 기능을 지원하여 기존의 TELNET과의 하위 호환성을 가지는 STELNET(Secured Telnet)을 제안하였다. STELNET은 옵션 협상을 통해 기존 TELNET과의 하위 호환성을 지원한다. STELNET에서 클라이언트는 ECDSA로 생성된 인증서와 전자서명으로 서버를 인증한다. 서버가 인증되면 두 호스트는 ECDH 알고리즘으로 세션 키를 생성하고, 이 세션 키를 사용하여 데이터를 AES로 암호화하며 SHA-256으로 HMAC을 생성한다. 이후 암호화된 데이터와 HMAC을 전송한다. 결과적으로 기존 TELNET과 하위 호환성을 가지는 STELNET은 중간자 공격을 방어하고 전송되는 데이터의 기밀성과 무결성을 보장하는 보안 기능을 지원한다.

• 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.

• 한국정보보호학회:학술대회논문집
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• 한국정보보호학회 2002년도 종합학술발표회논문집
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• pp.479-486
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• 2002

본 논문에서는 국내 광대역 위성 액세스 망(BSAN: Broadband Satellite Access Network) 에 적용 가능한 보안 기능을 위한 가이드 라인을 살펴보고, RCST와 NCC간에 인증 및 키 관리 기능을 위하여 요구되는 주요 핵심 보안 메커니즘에 기술한다. 더불어 국내 광대역 위성 액세스망을 위한 가이드라인을 기술하고, ETSI 표준을 분석한다. 기종 표준안의 키 공유 프로토콜은 키의 신선도와 확신성을 제공하지 않는다. 따라서 본 논문에서는 키의 신선도와 확신성을 갖으면서 계산적 복잡도와 교환되는 데이터 량을 감소시키기 위한 세 가지 키분배 프로토콜을 제안하고 제안된 프로토콜의 특성을 비교 분석한다. 특히 이러한 특성을 갖는 ECDH(Elliptic Curve Diffie-Hellman)키 공유 프로토콜을 제안한다.

• 한국정보보호학회:학술대회논문집
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• 한국정보보호학회 2006년도 하계학술대회
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• pp.506-510
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• 2006

3G 이동통신기술중 하나인 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서는 무선 구간의 안전한 통신을 위해 UMTS-AKA(Authentication and Key Agreement) 프로토콜이 사용된다. 그러나 SN(Serving Network)과 HN(Home Network)의 통신량 소비 문제, SQN(SeQuence Number) 동기화 문제 등 여러 가지 문제점이 제기되었다. 본 논문에서는 기존 프로토콜의 문제점과 IMSI(International Mobile Subscriber Identity)의 노출로 인한 프라이버시 문제점을 해결하고, ECDH(Elliptic Curve Diffie Hellman) 기법으로 완전한 전방향 안전성을 제공하는 프로토콜을 제안한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제33권1호
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• pp.75-86
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• 2023

현재 금융거래 서비스에서 보편적으로 사용하는 RSA와 ECC 같은 공개키 암호 알고리즘은 양자 컴퓨터가 실현되면 더 이상 안전성을 보장할 수 없으므로 기존 레거시 알고리즘을 양자내성암호로 전환해야 한다. 하지만 다양한 서비스에 사용 중인 알고리즘을 교체하는 데에는 상당한 시간이 소요될 것으로 예상된다. 다가올 전환기를 대비하기 위하여 두 알고리즘을 결합하는 하이브리드 방식에 관한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 레거시 알고리즘인 ECDH 알고리즘과 양자내성암호 알고리즘인 NTRU 알고리즘을 결합하여 세션키를 생성하는 하이브리드 세션키교환 프로토콜을 제안한다. TLS 1.3 기반 하이브리드 키 교환을 위해 IETF에서 제안한 방식들을 적용해본 결과 기존 금융거래 세션 보호 솔루션에 우리가 제안한 프로토콜을 사용하면 안전성을 강화할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.1-8
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• 2019

다양한 인터넷 장치들을 상호 연결하여 보다 지능적인 서비스를 제공하기 위한 사물인터넷(IoT)이 확산되고 있으며, 사물인터넷의 대표적 통신 프로토콜로 TCP 기반의 MQTT가 사용되고 있다. MQTT 기반의 IoT 장치 간 데이터 암호화 기술로 TCP의 경우 TLS/SSL 보안 프로토콜 사용을 권고하고 있지만, 저사양/저용량 IoT 장치에 적용할 경우 암복호화로 인한 성능 저하가 초래된다. 본 논문에서는 MQTT 프로토콜로 연결된 IoT 장치 간에 경량화 암호 알고리즘인 타원곡선암호를 적용한 종단간 메시지 보안 프로토콜을 제안하며, TLS/SSL과 제안 프로토콜에 대한 시뮬레이션을 통해 제안 프로토콜이 클라이언트와 서버 양측에서 성능이 향상됨을 검증하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.3-10
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• 2002

본 논문은 제3자 신뢰기관인 키 인증센터(KAC)로부터 미리 등록된 두 사용자간에 2회의 통신으로 KAC의 참여없이 사용자 인증과 키 교환이 가능한 ID 기반의 프로토콜을 제안한다. 제안된 프로토콜은 ECDSA의 서명기법과 Diffie-Hellman 키교환 방식을 H. Sakazaki, E. Okamoto 그리고 M. Mambo$^{[9]}$에 의해서 제안된 타원곡선상의 ID-기반 키 분배 프로토클(SOM프로토콜)에 적용하여 개발되었다. 제안된 프로토콜의 안전성은 타원곡선 이산대수 문제(ECDLP)와 Diffie-Hellman 문제(ECDHP)의 어려움에 기반을 두며, unknown key share attack 방지, perfect forward secrecy를 제공함으로 SOM 프로토콜의 취약점을 보완하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.1267-1275
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• 2017

NIST 표준에 정의된 이진체(binary field) 상의 233-비트 타원곡선을 지원하는 타원곡선 암호(elliptic curve cryptography; ECC) 프로세서를 설계하였다. 타원곡선 암호 시스템의 핵심 연산인 스칼라 점 곱셈을 수정형 Montgomery ladder 알고리듬을 이용하여 구현함으로써 단순 전력분석에 강인하도록 하였다. 점 덧셈과 점 두배 연산은 아핀(affine) 좌표계를 기반으로 유한체 $GF(2^{233})$ 상의 곱셈, 제곱, 나눗셈으로 구현하였으며, shift-and-add 방식의 곱셈기와 확장 유클리드 알고리듬을 이용한 나눗셈기를 적용함으로써 저면적으로 구현하였다. 설계된 ECC 프로세서를 Virtex5 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였다. $0.18{\mu}m$ 공정의 CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 49,271 GE로 구현되었고, 최대 345 MHz의 동작 주파수를 갖는다. 스칼라 점 곱셈에 490,699 클록 사이클이 소요되며, 최대 동작 주파수에서 1.4 msec의 시간이 소요된다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.58-67
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• 2019

NIST 표준으로 정의된 $GF(2^m)$ 상의 슈도 랜덤 곡선과 Koblitz 곡선을 지원하는 타원곡선 암호(ECC) 프로세서 설계에 대해 기술한다. 고정된 크기의 데이터 패스를 사용하여 5가지 키 길이를 지원함과 아울러 경량 하드웨어 구현을 위해 워드 기반 몽고메리 곱셈기를 기반으로 유한체 연산회로를 설계하였다. 또한, Lopez-Dahab 좌표계를 사용함으로써 유한체 나눗셈을 제거하였다. 설계된 ECC 프로세서를 FPGA 검증 플랫폼에 구현하고, ECDH(Elliptic Curve Diffie-Hellman) 키 교환 프로토콜 동작을 통해 하드웨어 동작을 검증하였다. 180-nm CMOS 표준 셀 라이브러리로 합성한 결과 10,674 등가 게이트와 9 kbit의 dual-port RAM으로 구현되었으며, 최대 동작 주파수는 154 MHz로 평가되었다. 223-비트 슈도 랜덤 타원곡선 상의 스칼라 곱셈 연산에 1,112,221 클록 사이클이 소요되며, 32.3 kbps의 처리량을 갖는다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.1083-1091
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• 2017

NIST 표준에 정의된 소수체(prime field) GF(p) 상의 224-비트 타원곡선을 지원하는 타원곡선 암호 프로세서를 설계하였다. 타원곡선 암호의 핵심 연산인 스칼라 점 곱셈을 수정형 Montgomery ladder 알고리듬을 이용하여 구현하였다. 점 덧셈과 점 두배 연산은 투영(projective) 좌표계를 이용하여 연산량이 많은 나눗셈 연산을 제거하였으며, 소수체 상의 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 제곱 연산만으로 구현하였다. 스칼라 점 곱셈의 최종 결과값은 다시 아핀(affine) 좌표계로 변환되어 출력하며, 이때 사용되는 역원 연산은 Fermat's little theorem을 이용하여 구현하였다. 설계된 ECC 프로세서를 Virtex5 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였다. $0.18{\mu}m$공정의 CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 10 MHz의 동작 주파수에서 2.7-Kbit RAM과 27,739 GE로 구현되었고, 최대 71 MHz의 동작 주파수를 갖는다. 스칼라 점 곱셈에 1,326,985 클록 사이클이 소요되며, 최대 동작 주파수에서 18.7 msec의 시간이 소요된다.