• 제목/요약/키워드: Quantum authentication

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Quantum Secret Sharing Scheme with Credible Authentication based on Quantum Walk

  • Li, Xue-Yang;Chang, Yan;Zhang, Shi-Bin
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제14권7호
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    • pp.3116-3133
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    • 2020
  • Based on the teleportation by quantum walk, a quantum secret sharing scheme with credible authentication is proposed. Using the Hash function and quantum local operation, combined with the two-step quantum walks circuit on the line, the identity authentication and the teleportation of the secret information in distribution phase are realized. Participants collaborate honestly to recover secret information based on particle measurement results, preventing untrusted agents and external attacks from obtaining useful information. Due to the application of quantum walk, the sender does not need to prepare the necessary entangled state in advance, simply encodes the information to be sent in the coin state, and applies the conditional shift operator between the coin space and the position space to produce the entangled state necessary for quantum teleportation. Security analysis shows that the protocol can effectively resist intercept/resend attacks, entanglement attacks, participant attacks, and impersonation attacks. In addition, the quantum walk circuit used has been implemented in many different physical systems and experiments, so this quantum secret sharing scheme may be achievable in the future.

NFC 결제 환경에서 양자 컴퓨팅에 안전한 인증 및 키 분배 프로토콜 (A Secure Quantum-Resistant Authentication and Key Distribution Protocol for NFC Payment Environments)

  • 김종현;박기성;박영호
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.485-492
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    • 2018
  • Recently, the numerous authentication and key distribution protocol for NFC payment environment have been proposed using public key cryptosystems. However, these protocol are vulnerable to quantum computing attack because quantum computing can solve factoring and discrete logarithm problem effectively using Grover and Shor's algorithm. For these reason, the secure authentication and key distribution have become a very important security issue in order to prevent quantum computing attacks. Therefore, to ensure user's payment information and privacy, we propose a secure quantum resistant authentication and key distribution protocol for NFC payment environments.

일회용 ID 기반 양자 인증 및 키 분배 프로토롤 (Quantum Authentication and Key Distribution protocol based on one-time ID)

  • 이화연;홍창호;임종인;양형진
    • 정보보호학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.73-80
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    • 2005
  • 본 논문에서는 일방향 해쉬함수를 이용한 일회용 n기반 양자 키 분배 프로토콜을 제안한다. 이 프로토콜은 일회용 ID를 이용하여 지정된 사용자들이 중재자와 상대방을 인증할 수 있도록 하였으며, 인증 후 남은 GHZ 상태를 이용하여 양자키를 공유할 수 있도록 고안되었다. 인증과 키 분배 과정에 중재자의 도움이 필요하지만, 인증 이후 분배되는 키에 대한 정보를 중재자에게도 노출시키지 않는다는 점에서 기존에 제안된 프로토콜과 비교하여 키의 안전성을 높였다

CHSH 부등식을 이용하여 양자 키 분배와 양자 인증의 안전성을 개선한 프로토콜 (Improving The Security Of Quantum Key Distribution And Quantum Authentication By Using CHSH Inequality)

  • 허진오;홍창호;임종인;양형진
    • 정보보호학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.69-78
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    • 2008
  • 본 논문에서는 Bao-sen Shi(2001년)에 의해 제안된 얽힘 상태(벨 상태)를 이용한 양자 키 분배와 양자 인증 프로토콜의 취약성을 분석하고 그것을 보완한 프로토콜을 제안한다. 기존의 프로토콜은 사용자들이 제 3자(중재자)를 인증하는 과정만 존재했기 때문에 도청자의 Impersonation 공격에 대해 취약성을 가지고 있었다. 본 논문이 제안하는 프로토콜은 CHSH 부등식을 이용한 체크 모드를 사용하여 중재자가 사용자들을 인증함으로써 안전성을 보완한 프로토콜이다.

양자 컴퓨팅 환경에 안전한 NTRU 기반 인증 및 키 분배 프로토콜 (Secure NTRU-based Authentication and Key Distribution Protocol in Quantum Computing Environments)

  • 정성하;이경근;박영호
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제20권8호
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    • pp.1321-1329
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    • 2017
  • A quantum computer, based on quantum mechanics, is a paradigm of information processing that can show remarkable possibilities of exponentially improved information processing. This paradigm can be solved in a short time by calculating factoring problem and discrete logarithm problem that are typically used in public key cryptosystems such as RSA(Rivest-Shamir-Adleman) and ECC(Elliptic Curve Cryptography). In 2013, Lei et al. proposed a secure NTRU-based key distribution protocol for quantum computing. However, Lei et al. protocol was vulnerable to man-in-the-middle attacks. In this paper, we propose a NTRU(N-the truncated polynomial ring) key distribution protocol with mutual authentication only using NTRU convolution multiplication operation in order to maintain the security for quantum computing. The proposed protocol is resistant to quantum computing attacks. It is also provided a secure key distribution from various attacks such as man-in-the middle attack and replay attack.

SIP에서 NTRU 기반 인증 및 키 분배 프로토콜 (A NTRU-based Authentication and Key Distribution Protocol for SIP)

  • 정성하;박기성;이경근;박영호
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제20권11호
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    • pp.1768-1775
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    • 2017
  • The SIP(Session Initiation Protocol) is an application layer call signaling protocol which can create, modify and terminate the session of user, and provides various services in combination with numerous existing protocols. However, most of cryptosystems for SIP cannot prevent quantum computing attack because they have used ECC(Elliptic Curve Cryptosystem). In this paper, we propose a NTRU based authentication and key distribution protocol for SIP in order to protect quantum computing attacks. The proposed protocol can prevent various attacks such as quantum computing attack, server spoofing attack, man-in-the middle attack and impersonation attack anonymity, and our protocol can provide user's anonymity.

Fuzzy identity-based signature scheme from lattice and its application in biometric authentication

  • Zhang, Xiaojun;Xu, Chunxiang;Zhang, Yuan
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제11권5호
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    • pp.2762-2777
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    • 2017
  • A fuzzy identity based signature (FIBS) scheme allows a signer with identity ${\omega}$ to generate a signature which could be verified under identity ${\omega}^{\prime}$ if and only if ${\omega}$ and ${\omega}^{\prime}$ are within a certain distance of each other as judged by some metric. In this paper, we propose an efficient FIBS scheme from lattice assumption, which can resist quantum-computer attacks. Without using the Bonsai Tree technique, we utilize the lattice basis delegation technique to generate the private key, which has the advantage of keeping the lattice dimension invariant. We also prove that our proposed scheme is existentially unforgeable under an adaptive chosen message and identity attack in the random oracle model. Compared with existing scheme, our proposed scheme is much more efficient, especially in terms of communication overhead. Since our FIBS scheme possesses similar error-tolerance property, it can be well applied in post-quantum communication biometric authentication environments, where biometric identifiers such as fingerprints, voice, iris and gait are used in human identification.

Time Quantum을 이용한 LAN에서의 암호화 키이 분배방식 (An Encryption Key Distribution System in LAN Environment Using Time Quantum)

  • 류황빈;이재광
    • 한국통신학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.629-639
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    • 1992
  • 본 논문에서 근거리 통신망에서의 정보보호 취약성, 요구 서비스, 정보보호 적용대안에 대하여 정리하고, 근거리 통신망에 적합한 새로운 키이 분배 방식을 제안하였다. 제안된 방식은 Time Quantum을 암호화 키이에 적용하여 암호화 키이 사용시간과 키이를 이용한 암호화 메시지 양을 제한하였다. 제안된 방식은 키이 concurrency와 상대방에 대한 인증을 더욱 확실하게 할 수 있으며, 프레임 단위 도청으로 인하여 암호화 키이 노출이 발생하더라도 전체 전송 메시지의 내용을 알 수 없으므로 정보보호 및 안정성을 더욱 강화하는 특징을 갖도록 하였다.

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Post-quantum identity-based authenticated multiple key agreement protocol

  • Yang Yang;Hongji Yuan;Linbo Yan;Yinglan Ruan
    • ETRI Journal
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    • 제45권6호
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    • pp.1090-1102
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    • 2023
  • Authenticated multiple key agreement (AMKA) protocols provide participants with multiple session keys after one round of authentication. Many schemes use Diffie-Hellman or authenticated key agreement schemes that rely on hard integer factorizations that are vulnerable to quantum algorithms. Lattice cryptography provides quantum resistance to authenticated key agreement protocols, but the certificate always incurs excessive public key infrastructure management overhead. Thus, a lightweight lattice-based secure system is needed that removes this overhead. To answer this need, we provide a two-party lattice- and identity-based AMKA scheme based on bilateral short integer or computational bilateral inhomogeneous small integer solutions, and we provide a security proof based on the random oracle model. Compared with existing AMKA protocols, our new protocol has higher efficiency and stronger security.

양자 암호를 이용한 유헬스케어 환경의 키 분배 모델 설계 (Quantum cryptography-used Key Distribution Model Design of U-healthcare environment)

  • 정윤수;한군희
    • 디지털융복합연구
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    • 제11권11호
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    • pp.389-395
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    • 2013
  • IT 기술과 의료기술이 융합되면서 환자의 체내에 의료장비를 부착한 환자의 수가 증가하고 있다. 그러나 환자의 생체정보를 제 3자가 악의적으로 도청 및 변경하는 문제점이 발생하고 있다. 본 논문에서는 환자와 병원관계자 사이에서 환자의 생체정보를 제3자가 도청하거나 변조없이 키를 공유하도록 양자 암호 기반의 키 분배 모델을 제안한다. 제안 모델의 양자 정보는 메시지 직접전달보다는 임의의 비트들을 전달하여 키를 공유하는 one-time pad 키를 사용한다. 또한, 제안 모델은 체내삽입장치의 생체정보가 제3자에게 불필요하게 노출되지 않아 환자의 익명성을 보장받는다.