• Current Optics and Photonics
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• 제3권2호
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• pp.119-127
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• 2019

A new secret-key-sharing cryptosystem using optical phase-shifting digital holography is proposed. The proposed secret-key-sharing algorithm is based on the Diffie-Hellman key-exchange protocol, which is modified to an optical cipher system implemented by a two-step quadrature phase-shifting digital holographic encryption method using orthogonal polarization. Two unknown users' private keys are encrypted by two-step phase-shifting digital holography and are changed into three digital-hologram ciphers, which are stored by computer and are opened to a public communication network for secret-key-sharing. Two-step phase-shifting digital holograms are acquired by applying a phase step of 0 or ${\pi}/2$ in the reference beam's path. The encrypted digital hologram in the optical setup is a Fourier-transform hologram, and is recorded on CCDs with 256 quantized gray-level intensities. The digital hologram shows an analog-type noise-like randomized cipher with a two-dimensional array, which has a stronger security level than conventional electronic cryptography, due to the complexity of optical encryption, and protects against the possibility of a replay attack. Decryption with three encrypted digital holograms generates the same shared secret key for each user. Schematically, the proposed optical configuration has the advantage of producing a kind of double-key encryption, which can enhance security strength compared to the conventional Diffie-Hellman key-exchange protocol. Another advantage of the proposed secret-key-sharing cryptosystem is that it is free to change each user's private key in generating the public keys at any time. The proposed method is very effective cryptography when applied to a secret-key-exchange cryptosystem with high security strength.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권8호
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• pp.2865-2878
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• 2021

As a current popular technology, the blockchain has a serious issue: the private key cannot be retrieved due to force majeure. Since the outcome of the blockchain-based Bitcoin, there have been many occurrences of the users who lost or forgot their private keys and could not retrieve their token wallets, and it may cause the permanent loss of their corresponding blockchain accounts, resulting in irreparable losses for the users. We propose a recoverable private key scheme for consortium blockchain based on the verifiable secret sharing which can enable the user's private key in the consortium blockchain to be securely recovered through a verifiable secret sharing method. In our secret sharing scheme, users use the biometric keys to encrypt shares, and the preset committer peers in the consortium blockchain act as the participants to store the users' private key shares. Due to the particularity of the biometric key, only the user can complete the correct secret recovery. Our comparisons with the existing mnemonic systems or the multi-signature schemes have shown that our scheme can allow users to recover their private keys without storing the passwords accurately. Hence, our scheme can improve the account security and recoverability of the data-sharing systems across physical and virtual platforms that use blockchain technology.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제18권5호
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• pp.477-484
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• 2014

In this paper, we propose a new optical secret key sharing method based on the Diffie-Hellman key exchange protocol required in cipher system. The proposed method is optically implemented by using a free-space interconnected optical logic gate technique in order to process XOR logic operations in parallel. Also, we present a compact type of optical module which can perform the modified Diffie-Hellman key exchange for a cryptographic system. Schematically, the proposed optical configuration has an advantage of producing an open public key and a shared secret key simultaneously. Another advantage is that our proposed key exchange system uses a similarity to double key encryption techniques to enhance security strength. This can provide a higher security cryptosystem than the conventional Diffie-Hellman key exchange protocol due to the complexity of the shared secret key. Results of numerical simulation are presented to verify the proposed method and show the effectiveness in the modified Diffie-Hellman key exchange system.

• 정보처리학회논문지C
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• 제11C권5호
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• pp.585-594
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• 2004

다수의 사업자간에 공동키를 기반으로 서비스를 제공할 경우, 이에 사용되는 마스터키를 참여 사업자간에 적절하게 분배하여 관리할 필요가 있다. 본 논문에서는 하나의 비밀(secret)을 다수의 참가자에게 분배한 후, 비밀정보를 복원 필요시 참가자 전원 또는 참가자 집단 내에서의 특정 허가된 참가자만이 비밀을 복원할 수 있는 비밀분산법을 이용하여 마스터 키(master key)를 효율적이고 안전하게 관리할 수 있는 비밀분산 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 비밀정보의 안전한 저장과 참가자의 신원 인증을 위해 스마트카드(smart card) 매체를 이용하며, (t, t)과 (k, n)-임계치 비밀분산법을 조합하여 참가자의 소속 그룹(group) 또는 그룹 내에서의 보안권한(security level)에 따라 비밀정보를 분산 및 복원을 가능하도록 한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권9호
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• pp.555-560
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• 2014

최근 그룹 내의 여러 멤버 사이에 하나의 그룹 세션키를 공유하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중에서 Harn과 Lin에 의해 Shamir의 비밀 공유 방식을 이용한 방식이 제안되었고, 이를 개선한 프로토콜이 Liu, Cheng, Cao, 그리고 Jiang에 의해서 다시 제안되었다. 특히 기존 방식들에서는 특정한 일부 비밀 정보를 알고 있는 그룹 멤버에 의해 다른 비밀 값이 알려지게 되는 '내부자 공격'에 대응하기 위해 유한한 원소를 갖는 유한 정수 환(finite integer ring)상에서 연산이 이루어지도록 프로토콜을 설계하였다. 이 논문에서는 기존 방식들이 기반을 둔 유한 정수 환상의 그룹 세션키 분배 연산에서는 정당한 그룹 멤버들도 특정한 조건에서는 키 복구가 불가능한 상황이 발생하여 그룹 키 전송이 실패할 수 있음을 먼저 밝힐 것이다. 또한 이런 문제를 해결할 수 있는 새로운 프로토콜을 설계하여 제안한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.73-78
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• 2016

In 2014, Wuu et al. proposed a group key management scheme based on (2,2) secret sharing. They asserted that their scheme satisfies security requirements and mutual authentication. But this paper pointed out that their scheme does not satisfy mutual authentication and impersonating attack. In this paper, we describe the reasons and processes that a malicious group member can impersonate the Group Key Distributor. To fill the gaps, we discuss the problems, and propose an improved protocol.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권12호
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• pp.4552-4567
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• 2014

A (n,t,n) secret sharing scheme is to share a secret among n group members, where each member also plays a role of a dealer,and any t shares can be used to recover the secret. In this paper, we propose a strong (k,t,n) verifiable multi-secret sharing scheme, where any k out of n participants operate as dealers. The scheme realizes both threshold structure and adversary structure simultaneously, and removes a trusted third party. The secret reconstruction phase is performed using an additive homomorphism for decreasing the storage cost. Meanwhile, the scheme achieves the pre-verification property in the sense that any participant doesn't need to reveal any information about real master shares in the verification phase. We compare our proposal with the previous (n,t,n) secret sharing schemes from the perspectives of what kinds of access structures they achieve, what kinds of functionalities they support and whether heavy storage cost for secret share is required. Then it shows that our scheme takes the following advantages: (a) realizing the adversary structure, (b) allowing any k out of n participants to operate as dealers, (c) small sized secret share. Moreover, our proposed scheme is a favorable candidate to be used in many applications, such as secure multi-party computation and privacy preserving data mining, etc.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.21-33
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• 2022

본 논문은 기업비밀 노출로 초래될 손실을 현격히 줄일 안전 비밀조각 공유 시스템을 제안한다. 본 연구 시스템은 중앙서버 방식이 아닌 효율적 P2P 분산 시스템을 제안한다. 최근 비트코인 유통 시스템도 역시 P2P 분산 방식을 사용하고 있다. 본 연구는 기능이 단순하고 확장성이 높고 전송 효율적인 토렌트 P2P 분산 구조와 그 프로토콜을 사용하여 토렌트 파일조각 대신 임계 샤미르(Shamir) 비밀조각의 보안 유통을 설계한다. 본 연구는 임계 샤미르 비밀조각 공유기법 (Threshold Shamir Secret Sharing Scheme)을 시스템에 적용하고. 동시에 다중 협동장치의 서명기법을 사용하여 안전하고 강력한 다중인증방식의 사용자 인증을 수행한다. 안전한 비밀 데이터 유통도 공개키로 암호화 교환된 임시키의 대칭암호방식의 효율적 암호화로 전송을 한다. 짧은 유효기간의 임시키는 세션 동안 생성되고 세션 마감후 소멸하므로 키 노출에서 안전하다. 특별히 본 제안한 시스템의 특징은 임계 분산기법을 효율적 토렌트 P2P 분산 시스템에 구조적 변경없이 효과적으로 적용한다. 동시에 본 시스템은 효율적인 임시키 대칭암호방식으로 비밀파일 유통에 기밀성을 보장하고 임시키는 공개키 암호방식으로 안전하게 교환된다, 본 시스템은 외부 유출 기기도 사용자로 동적 등록이 가능하다. 이 확장성으로 기밀성과 인증성을 동적으로 등록된 사용자에게도 적용할 수 있다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제11C권5호
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• pp.563-568
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• 2004

비밀분산방식에서, 재구성된 비밀은 참가자에게 노출된다. 동일한 비밀분산 방식을 유지하기 위해서, 새로운 비밀을 생성하고 참가자에게 재분배하여야 한다. 그러한 재생성과정은 비효율적이다. 본 논문은 참가자에게 노출되지 않고 고유치에 의해 효율적인 비밀 재생성과 재분배할 수 있는 방식을 제안한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.42-46
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• 2021

본 논문은 사용자의 개인키로써 생체 지문을 사용하는 새로운 개인키 교환 암호화 방법을 제안한다. 각각의 사용자의 지문은 광학적 위상천이 간섭 원리에 의해 암호화되어 두 개의 암호문으로 변환되고, 이것은 비밀키 공유를 위해 공중 통신망을 통하여 상대방 사용자와 교환된다. 전송된 암호문은 복소 홀로그램을 생성하고, 이는 각각의 사용자에게 공유비밀키를 계산하는데 사용된다. 제안한 방법은 비밀키 공유 암호화 시스템에 적용하였을 때 매우 높은 보안을 제공할 것이다.