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난수발생기의 현황 및 안전성 분석 기술 동향 원문보기

情報保護學會誌 = KIISC review, v.16 no.4, 2006년, pp.34 - 46  

강주성 (국민대학교 자연과학대학 수학과)

초록
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정보보호 시스템에 사용되고 있는 암호적 난수발생기의 현황을 조사하고 안전성 분석에 대한 최신 기술 동향을 살펴본다. 하드웨어를 기반으로 하는 난수발생기의 종류 및 사용 실태와 안전성 분석 기술을 조사 분석하며, 소프트웨어 기반 난수발생기에 대한 최신 설계 기술을 정리해 본다. 또한, 난수발생기의 출력 수열에 대한 통계적 안전성 평가 방법과 난수발생기 알고리즘에 대한 이론적 안전성 분석 기술에 대해서 논한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그리고 지금까지의 DRBG 관련 기술을 분석 종합하여 미 연방정부의 표준안으로 승인하기 위한 DRBG 메커니즘을 기술하였다. SP 800-90 문서가 소프트웨어 기반 의사난수발생기의 최신 기술에 대한 조사 분석 내용을 충실히 담고 있기 때문에 이를 중심으로 살펴보기로 한다.
  • 하드웨어를 기반으로 하는 난수 발생 기의 종류 및 사용 실태와 안전성 분석 기술을 조사 분석하며, 소프트웨어 기반 난수 발생기에 대한 최신 설계 기술을 정리해 본다. 그리고 난수 발생기의 출력 수열에 대한 통계적 안전성 평가 방법과 난수 발생기 알고리즘에 대한 이론적 안전성 분석 기술에 대해서 논한다.
  • 이 문서에서는 하드웨어 기반 RNG를 예측 불능인 물리적 과정을 이용하기 때문에 "비결정적 랜덤 비트 생성기(Non-deterministic Random Bit Generator, 이하 NRBG)”라 하고, 결정적인 알고리즘에 의해서 난수를 생성하는 소프트웨어 기반 난수 발생기를 “결정적 랜덤 비트 생성기 (Deterministic Random Bit Generator, 이하 DRBG)”라 명명하였다. 그리고 지금까지의 DRBG 관련 기술을 분석 종합하여 미 연방정부의 표준안으로 승인하기 위한 DRBG 메커니즘을 기술하였다. SP 800-90 문서가 소프트웨어 기반 의사난수발생기의 최신 기술에 대한 조사 분석 내용을 충실히 담고 있기 때문에 이를 중심으로 살펴보기로 한다.
  • 난수 발생기는 각종 암호 시스템에서 없어서는 안될 중요한 요소이기 때문에 여러 표준화 그룹과 정보보호 업체들에서 이에 대한 요구 조건들을 정립해 놓았다. 미국의 RSA사에서는 소프트웨어적 방법으로 난수를 생성할 경우의 권고사항을 발표하였으며(3), 공개키 암호 관련 표준화 그룹인 IEEE P1363(4)에서는 일반적인 범용의 난수 발생기에 대한 암호 적 난수 발생기의 차이를 인식시키고 이에 대한 몇 가지 기준들을 제시하였다.
  • 본 논문에서는 하드웨어 기반의 RNG와 소프트웨어 기반의 PRNG를 사용되고 있는 현황과 최신 기술을 중심으로 조사해보았다. 또한, 출력 수열에 대한 통계적 난 수성 평가 방법과 난수 발생기를 하나의 알고리즘으로 보고 증명 가능 안전성 관점에서 분석하는 기 술에 대하여 간략히 살펴보았다.
  • 본 논문에서는 하드웨어 기반의 RNG와 소프트웨어 기반의 PRNG를 사용되고 있는 현황과 최신 기술을 중심으로 조사해보았다. 또한, 출력 수열에 대한 통계적 난 수성 평가 방법과 난수 발생기를 하나의 알고리즘으로 보고 증명 가능 안전성 관점에서 분석하는 기 술에 대하여 간략히 살펴보았다.
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참고문헌 (20)

  1. FIPS 186-2, 'Digital signature standard, Change notice 1', October 2001 

  2. I. Goldberg, D. Wagner, 'Randomness and the Netscape Browser', http://www.ddj.com/184409807, 2001 

  3. T. Matthews, 'Suggestions for random number generation in software', RSA Data Security Engineering Report, 1995 

  4. P1363 Appendix E, 'Cryptographic random numbers', 1995 

  5. D. Eastlake, J. Schiller, S. Crocker, 'Randomness requirements for security', IETF RFC 4086, June 2005 

  6. E. Barker, J. Kelsey, 'Recommendation for random number generation using deterministic random bit generators', NIST SP 800-90, December 2005 

  7. R. Davis, 'Hardware random number generators', Statistics Research Associates Limited, http://statsresearch.co.nz, October 2000 

  8. B. Jun, P. Kocher, 'The Intel Random Number Generator', Cryptography Research, Inc. White Paper, April 1999 

  9. HotBits Hardware, http://www.fourmilab.ch/hotbits/hardware.html 

  10. FIPS 186, 'Digital Signature Standard', NIST, 1994 

  11. ANSI X9.17, 'American National Standard - Financial institution message authentication (wholesale)', 1986 

  12. RSA Data Security White Paper, 'Using RSA BSAFE Crypto-C with the Intel Random Number Generator', http://www.rsasecurity.com/products/bsafe/intel/rsa_rng_tech.pdf 

  13. J. Kelsey, B Schneier, N. Ferguson, 'Yarrow-160: Notes on the design and analysis of the Yarrow cryptographic pseudorandom number generator', Sixth Annual Workshop on Selected Areas in Cryptography, Springer Verlag, August 1999 

  14. Z. Gutterman, B. Pinkas, 'Analysis of the Linux Random Number Generator', IEEE Symposium on Security and Privacy, May 2006 

  15. T. Dierks, C. Allen, 'The TLS Protocol Version 1.0', IETF RFC 2246, January 1999 

  16. OpenSSH, http://www.openssh.com/ 

  17. S. W. Golomb, 'Shift Register Sequences', Holden-Day, 1967 

  18. FIPS 140-1, 'Security requirements for cryptographic modules', NIST, 1994 

  19. Special Publication 800-22, 'A statistical test suite for random and pseudorandom number generators for cryptographic applications', NIST, May 2001 

  20. A. Desai, A. Hevia, Y. L. Yin, 'A practice-oriented treatment of pseudorandom number generators', Eurocrypt 2002, LNCS 2332, 2002, pp. 368-383 

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