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무아레 무늬를 이용한 참 난수 생성 방법
True Random Number Generation Method by using the Moire Fringe 원문보기

한국사물인터넷학회 논문지 = Journal of the Korea Internet of Things Society, v.2 no.1, 2016년, pp.23 - 27  

강혁 (워싱턴 대학교 컴퓨터 공학과) ,  이근호 (백석대학교 정보통신학부)

초록
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빛의 물리적 성질 중의 하나인 파동의 회절 현상을 설명하는 프레넬 회절과 간섭에 의해 생성되는 무아레 무늬가 있다. 본 논문에서는 무아레 무늬에서 생성되어지는 값들을 암호 시스템에서 사용되는 키로, 의사 난수 발생기에서 생성한 난수가 아닌 참난수로 만들어 사용할 수 있음을 제안한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

There is Generated Moire fringe by fresnel diffraction that explains one of light's physical phenomenon and interference. In this paper, we propose to generate true random numbers by Moire fringe should be used by not pseudo-random number in cryptosystem....

주제어

#키 생성   #무아레 무늬   #참 난수   #간섭   #회절   #탈봇 효과   #프레넬 회절  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • [Figure 4]는 무아레 무늬를 생성하기 위한 실험 장치도이다. 무아레 무늬를 생성하기 위한 과정을 살펴보자. 보통의 무아레 무늬는 비간섭성 광원, 즉 보통의 태양 빛이나 현광등, 백열전등의 빛으로도 무아레 무늬는 생성된다.
  • 본 논문에서는 물리적 현상의 무아레 무늬에 생성된 결과 값들을 가지고 참난수로 사용할 수 있음 제시하였다. 결과로 나온 난수들을 어떻게 이진 함수의 수로 결정을 지을 것인지와 이 난수들을 암호 알고리즘에 어떻게 실제적으로 사용할 수 있을지 연구와 테스트가 필요할 것이며, 탈봇-라우 간섭계와 같은 다른 간섭 무늬와 회절을 이용하여 보다 정교한 측정값을 참난수로 사용할 수 있는 연구가 필요할 것이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
빛 간섭이란 어떤 현상을 말하는 것인가? 중첩 이후에 개개의 파동들은 중첩 이전의 파동들에 의해서 영향을 받지 않고 완전히 독립적으로 진행하는 중첩의 원리(principle of superposition)에 따른다. 즉 간섭이란 두 빛 혹은 여러 빛이 중첩되었을 때 밝고 어두운 무늬가 나타나는 현상을 말한다. 빛의 간섭이론을 간단하기 알아보면, 전자기파의 선형중첩 원리에 기초를 두고 있으며 제일 간단한 경우로 알아보면 위상과 진동수가 동일한 두 파장을 중첩시키면, 중첩된 파동의 전장 진폭은 각각의 진폭의 합 E = E1 + E2이 되며 파동의 세기는 I ∝(E1 + E2)2와 같은 진폭합의 제곱에 비례한다.
참난수는 어떤 난수발생기를 통해 만들어지는가? 난수를 얻는 방법에는 크게 둘로 나눌 수 있는데 물리적 현상의 랜덤성을 이용하여 예측이 불가능하고 편향되지 않으며 독립적인 이상적인 비결정론적 난수발생기와 결정론적 알고리즘에 짧은 길이의 초기값을 입력하여 훨씬 더 긴 길이의 난수를 생성하는 결정론적 난수발생기가 있다. 전자에 의해서 만들어진 수를 참난수라하고, 후자에 의해서 생긴 수를 의사 난수라고 한다.
난수 발생기에서 생성되는 난수가 가져야하는 조건은 무엇인가? 난수 생성의 기술은 모든 암호 시스템에서 없어서는 안되는 필요한 것이다. 난수 발생기에서 생성되는 난수는 예측 불가능성(unpredictable), 무 편향성(unbiased), 숫자간 무관성(uncorrelated) 의 세가지 조건을 만족해야 한다.
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참고문헌 (10)

  1. C.A. Sciammarella, "The moire method -A Review', Experimental Mechanics, 1982. 

  2. Isaac Amidror, "The Theory of the Moire Phenomenon", Springer, 2002. 

  3. Tong Tu, Wooi-Boon Goh, "Moire patterns from a CCD camera", VISAPP 2009 -Proceedings of the Fourth International Conference on Computer Vision Theory and Applications, Lisboa, Portugal, February 5-8, 2009. 

  4. 강종성, "늘인 원형격자의 프레넬 결상 분석", 2003. 

  5. 송정환 외 4명, "국산 블록 암호알고리즘 등을 이용한 난수발생 연구", KISA, 2011. 

  6. 김일환, 육근철, 조재흥, 장수, "두 원형 격자의 무아레 간섭무늬를 이용한 회전각 측정", 새물리 32, 674 - 678 (1992). 

  7. 이금분, 조범준, "가상광학에 기반한 강인한 디지털 워터마킹", 한국정보통신학회논문지, 1073-1080 (2011) 

  8. 장수, 조재홍 외, "광학", 도서출판사 대웅 

  9. 한국광학회 대구경북지회, "광학의 기초" (2003) 

  10. http://functionspace.com/topic/116 

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