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양자키분배와 RSA 암호를 활용한 이중키 설정 키유도함수
Key Derivation Functions Using the Dual Key Agreement Based on QKD and RSA Cryptosystem 원문보기

한국통신학회논문지 = The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences, v.41 no.4, 2016년, pp.479 - 488  

박호중 (Kookmin University Department of Financial Information Security) ,  배민영 (Kookmin University Department of Financial Information Security) ,  강주성 (Kookmin University Department of Math.) ,  염용진 (Kookmin University Department of Math.)

초록
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안전한 통신 시스템을 갖추기 위해서는 안전한 암호 알고리즘의 사용과 안전한 암호키 사용이 필수적이다. 현대 암호에서는 표준화된 키유도함수(Key derivation function)를 통해 안전한 암호키를 생성한다. 최근에는 양자물리의 성질을 이용한 양자키분배(Quantum key distribution, 이하 QKD) 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있어, 현대 암호시스템의 안정성 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 이러한 관점에서 양자 암호와 현대 암호를 결합한 이중키 설정에 대한 연구가 요구된다. 본 논문에서는 양자키분배(QKD)와 현대 암호시스템인 RSA를 조합하여 안전한 키를 생성하는 두 가지의 키유도함수를 제안한다. 또한, 시뮬레이션을 통하여 생성된 암호키의 엔트로피를 측정하는 방법으로 제안한 키유도함수의 유효성을 살펴본다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

For a secure communication system, it is necessary to use secure cryptographic algorithms and keys. Modern cryptographic system generates high entropy encryption key through standard key derivation functions. Using recent progress in quantum key distribution(QKD) based on quantum physics, it is expe...

주제어

#Key derivation function (KDF)   #Quantum key distribution (QKD)   #RSA   #Dual key agreement   #Entropy  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
이중키 설정이란 무엇인가? 이중키 설정(Dual key agreement)이란 양자 암호 시스템과 현대 암호시스템을 조합하여 엔트로피가 높은 암호키를 분배하는 시스템으로 두 채널의 키 요소로부터 가장 안전한 키를 얻어내는 Parallel key agreement으로 분류된다[4]. 이중키 설정에 대한 연구는 스위스 ID Quantique의 네트워크 장비인 CERBERIS[5]를 통해 진행되고 있었음을 확인할 수 있다.
Leftover Hash Lemma를 키유도함수에 적용하기 위해 두 입력이 독립이어야 한다는 첫번째 조건이 만족된 이유는? 먼저, 논문에서 사용하는 이중키 설정은 QKD와 RSA의 독립적인 두 개의 채널을 사용했기 때문에 두 입력이 독립이어야 한다는 첫 번째 조건을 정확히 만족시킨다. 또한 유니버설 해쉬 함수족으로 사용할 수 있는 Hankel matrix를 적용하여 조건을 만족시켰다[15].
HMAC 2에 사용되는 중요보안매개변수 OtherInput은 어떤 것으로 구성되는가? HMAC 2에 사용되는 중요보안매개변수 OtherInput은 ctr, Label, context, [L2]로 구성되어있다. HMAC KDF의 HMAC 2는 확장하는 구조가 아니기 때문에 ctr을 0x00000001로 고정하고, Label과 context부분은 TTA 표준[20]에 근거하여 설계하였다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (23)

  1. NIST, Recommendation for Key Derivation Using Pseudorandom Functions, SP 800-108, Oct. 2009. 

  2. NIST, Recommendation for Password-Based Key Derivation, SP 800-132, Dec. 2010. 

  3. H. Krawczyk and P. Eronen, Hmac-based extract-and-expand key derivation function (hkdf), RFC 5869 (Proposed Standard), May 2010. 

  4. ID Quantique, KEY SERVER, Retrieved Mar., 26 from http://swissquantum.idquantique.com/?Key-Server#Parallel_Key_Agreements. 

  5. ID Quantique, CERBERIS, from http://www.idquantique.com/wordpress/wp-content/uploads/Cerberis-Datasheet.pdf. 

  6. R. Sarath and A. Shajin Narguman, "Key distribution using dual channel technique for ultimate security," Indian J. Sci. and Technol., vol. 8, no. 26, 2015. 

  7. A. Odeh, K. Elleithy, M. Alshowkan, and E. Abdelfattah, "Quantum key distribution by using public key algorithm(RSA)," IEEE INTECH 2013, pp. 83-86, London, UK, Aug. 2013. 

  8. ISO/IEC, Information technology-Security technique-Encryption algorithms-Part 2: Asymmetric ciphers, ISO/IEC 18033-2, May 2006. 

  9. NIST, Recommendation for Key Derivation through Extraction-then-expansion, SP 800-56C, Nov. 2011. 

  10. NIST, Recommendation for Pair-Wise key establishment schemes using integer factorization cryptography, SP 800-56B, Sept. 2014. 

  11. Y. S. Kim, "Group key transfer protocol based on shamir's secret sharing," J. KICS, vol. 39B no. 9, pp. 555-560, 2014. 

    원문보기 상세보기 crossref

  12. NIST, Recommendation for the entropy sources used for random bit generation, SP 800-90B, Aug. 2012. 

  13. T. Matthias and R. Renner, A randomness extractor for the Quantis device, vol. 31. Id Quantique Technical Report, 2012. 

  14. B. Barak, Y. Dodis, H. Krawczyk, O. Pereira, K. Pietrzak, F. Standaert, and Y. Yu, Leftover hash lemma, revisited, Sept. 2011. 

  15. G. V. Assche, Quantum cryptography and secret-key Distillation, CAMBRIDGE, 2012. 

  16. S. Im, H. Jeon, and J. Ha, "A novel distributed secret key extraction technique for wireless network," J. KICS, vol. 39A, no. 12, pp. 708-717, 2014. 

    원문보기 상세보기 crossref

  17. K. J. Ha, C. H. Seo, and D. Y. Kim, "Design of validation system for a crypto-algorithm implementation," J. KICS, vol. 39B no. 04, pp. 242-250, 2014. 

    원문보기 상세보기 crossref

  18. Whitewood, Whitewood Entropy Engine, Retrieved Jan., 23 from http://www.whitewoodencryption.com/wp-content/uploads/2015/08/Whitewood_EE.pdf. 

  19. NIST, Secure Hash Standard(SHS), FIPS 180-4, Aug. 2015. 

  20. TTA, Key Derivation Functions Using ARIA/SEED, TTAK.KO-12.0241, Jul. 2014. 

  21. NIST, Implementation Guidance for FIPS PUB 140-2 and the Cryptographic Module Validation Program, Jan. 2016. 

  22. H. Kang, Y. Yeom, and J. S. Kang, "An implementation of integrated tool for statistical randomness tests and entropy estimations," in Proc. KICS Winter Conf. 2016, Jeongseon, Korea, Jan. 2016. 

  23. G. Bertoni, J. Daemen, M. Peeters, and G. V. Assche, The KECCAK sponge function family, Retrieved Jan., 25 from http://keccak.noekeon.org. 

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