• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2023.05a
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• pp.239-241
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• 2023

본 논문은 통신 시스템에 주로 사용되는 디지털 전자 서명 알고리즘 중 양자 내성 암호인 SPHINCS+ 알고리즘에 대한 효과적인 하드웨어 설계 방안에 대한 연구이다. SPHINCS+ 알고리즘은 해시 함수 기반 알고리즘으로, 많은 횟수의 해시 함수가 반복해서 사용된다. 해시 함수를 가속 연산해도, 그 횟수가 크기 때문에 SPHINCS+ 알고리즘은 다른 전자 서명 알고리즘보다 하드웨어 설계 후 큰 latency 를 가지는 특징이 있다. 이를 극복하기 위해 SPHINCS+ 알고리즘에서 사용되는 해시 함수들을 면밀하게 분석한다. 그 결과 같은 해시 함수에 대해서도 입출력 데이터 크기가 다양하게 변화하고, 서로 다른 데이터 플로우를 가지는 그 세부 차이점들을 파악하여, 이를 접목한 하드웨어 설계에 대해 논의한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.53 no.5
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• pp.1403-1415
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• 2021

The transient capability of a SP₃ based pin-wise core analysis code SPHINCS is developed and verified through the analyses of the C5G7-TD benchmark. Spatial discretization is done by the fine mesh finite difference method (FDM) within the framework of the coarse mesh finite difference (CMFD) formulation. Pin size fine meshes are used in the radial fine mesh kernels. The time derivatives of the odd moments in the time-dependent SP₃ equations are neglected. The pin homogenized group constants and Super Homogenization (SPH) factors generated from the 2D single assembly calculations at the unrodded and rodded conditions are used in the transient calculations via proper interpolation involving the approximate flux weighting method for the cases that involve control rod movement. The simplifications and approximations introduced in SPHINCS are assessed and verified by solving all the problems of C5G7-TD and then by comparing with the results of the direct whole core calculation code nTRACER. It is demonstrated that SPHINCS yields accurate solutions in the transient behaviors of core power and reactivity.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2023.11a
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• pp.252-256
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• 2023

쇼어 알고리즘을 실행할 수 있는 양자 컴퓨터의 발전으로 인해 기존 ECC(Elliptic Curve Cryptography)를 사용하던 블록체인이 PQC(Post Quantum Cryptography)로의 전환을 고려하고 있다. 하지만 PQC 는 기존 암호에 비해 큰 사이즈, 느린 서명/검증 속도 등과 같은 문제점이 존재한다. 본 논문에서는 우리가 WISA'23 에서 새롭게 제안한 PQ-DPoL 합의 알고리즘에 NIST(National Institute of Standards and Technology)가 선정한 Crystal-Dilithium, Falcon 그리고 Sphincs+를 적용하여 비교 분석하였다. 실험 결과에 따르면, 매우 큰 서명 크기를 가지고 있기 때문에 블록에 담기는 트랜잭션의 수가 감소하므로 Sphincs+의 성능이 가장 떨어짐을 확인하였다. 또한 Dilithium 은 Falcon 과 비슷한 성능을 보여주었다. 그 중에서도 Falcon 이 가장 우수한 성능을 보여주었다. 이는 Falcon 의 공개키와 서명의 크기가 다른 알고리즘에 비해 작기 때문이다. 따라서 양자내성을 갖는 블록체인에는 Falcon 512 알고리즘이 가장 적합할 것으로 생각된다. 그러나 블록체인의 속도와 보안 강도는 Trade-off 관계이므로 보안성을 중요시하는 블록체인 네트워크에서는 Sphincs+가 적합할 수 있을 것으로 보인다. 따라서 블록체인 네트워크의 상황과 목적에 따라 적절한 알고리즘을 사용해야 될 것으로 생각된다.

• Convergence Security Journal
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• v.24 no.2
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• pp.71-78
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• 2024

As the rapid development of quantum computing compromises current public key encryption methods, the National Institute of Standards and Technology (NIST) in the United States has initiated the Post-Quantum Cryptography(PQC) project to develop new encryption standards that can withstand quantum computer attacks. This project involves reviewing and evaluating various cryptographic algorithms proposed by researchers worldwide. The initially selected quantum-resistant cryptographic algorithms were developed based on lattices and hash functions. Currently, algorithms offering diverse technical approaches, such as BIKE, Classic McEliece, and HQC, are under review in the fourth round. CRYSTALS-KYBER, CRYSTALS-Dilithium, FALCON, and SPHINCS+ were selected for standardization in the third round. In 2024, a final decision will be made regarding the algorithms selected in the fourth round and those currently under evaluation. Strengthening the security of public key cryptosystems in preparation for the quantum computing era is a crucial step expected to have a significant impact on protecting future digital communication systems from threats. This paper analyzes the security and efficiency of quantum-resistant cryptographic algorithms, presenting trends in this field.

• Review of KIISC
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• v.33 no.1
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• pp.13-21
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• 2023

NIST는 2022년 양자내성암호 표준화 진행 대상 알고리즘으로 KEM 1종(CRYSTALS-Kyber), 전자서명3종(CRYSTALS-Dilithium, FALCON, SPHINCS+)을 발표하였고, 추가로 KEM 4종(Classic McEliece, HQC, BIKE, SIKE)에 대한 Round 4 진행을 공표하였다. Round 3와 마찬가지로 Round 4에서도 부채널 분석 및 오류 주입에 대한 안전성은 알고리즘 선정에 있어 중요 평가 사항 중 하나이다. 따라서 해당 암호 알고리즘에 대한 새로운 부채널 분석기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문은 Round 4의 암호 알고리즘 중 코드 기반 알고리즘 3종(Classic McEliece, HQC, BIKE)에 대한 부채널 분석 방법론의 동향을 파악하고 향후 연구 방향을 제시한다.

• Review of KIISC
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• v.33 no.3
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• pp.27-37
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• 2023

양자 컴퓨팅의 발전으로 기존의 전자서명 기법에 사용되던 소인수분해 문제와 이산로그 문제가 다항 시간 내에 풀린다. 그에 따라 국내외에서는 양자 컴퓨팅 환경에서도 안전한 암호 기법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 미국 국립 표준 기술 연구소에서 양자 내성 암호 기법의 표준을 설립하고자 Post-Quantum Cryptography Standardization Process를 진행하였으며 전자서명 기법으로는 CRYSTALS-Dilithium, FALCON, SPHINCS+가 표준으로 선택되었다. 국내에서도 양자 내성 암호 표준 수립을 위하여 KpqC 공모전이 개최되었다. 본 논문에서는 KpqC 공모전 Round 1에 제안된 격자 기반 전자서명 기법 중 Dilithium과 같이 Fiat-Shamir with aborts paradigm 구조로 설계된 3개의 기법, HAETAE, GCKSign, NCC-Sign을 분석하고 Dilithium과 함께 비교하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.56 no.9
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• pp.3654-3667
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• 2024

Expanding upon the framework of the steady-state pin-by-pin 2D/1D decoupling method, a novel and highperformance pin-by-pin transient calculation method has been introduced. This transient method, consistent to the steady-state formulation, is designed for time-dependent calculations utilizing a 3D diffusion-based finite difference method (FDM). The inherent complexity of the large 3D problem is effectively managed by decoupling it into a series of planar (2D) and axial (1D) problems. In addition, tens of thousands of pin-cells are grouped into hundreds of boxes to reduce the computing burden for the 1D calculations without essential loss of the accuracy. Two-level coarse mesh finite difference (CMFD) formulation comprising multigroup nodewise CMFD and twogroup assemblywise CMFD is employed as well to accelerate the convergence. Errors originating from the pinlevel homogenization, energy group condensation, and the use of lower order calculation methods are simultaneously corrected by the pinwise super homogenization (SPH) equivalence factor. The transient method is evaluated with OECD/NEA PWR MOX/UO2 benchmark. Code-to-code comparison with the nTRACER direct whole core calculation code yielded highly satisfactory results for the transient scenario as well as the steady-state problems. Furthermore, comparative analyses with conventional nodal calculations show superiority of the pin-by-pin calculation.