최근 양자 컴퓨터의 개발이 가속화되면서 기존 인터넷 환경에서 사용되고 있는 인수분해 및 이산대수 기반의 전자서명 기법들의 안전성에 대한 문제가 제기되고 있다. 이에 대응하기 위해 미국 국립표준기술연구원(NIST)의 표준화 작업을 비롯하여 양자 컴퓨팅 환경에서 안전한 여러 가지 전자서명 기법들이 제시되고 있다. 본 논문에서는 2018년 Behnia 등이 CCS 컨퍼런스에서 발표한 TACHYON 전자서명 기법을 이용한 다중 서명 기법을 설계하여 제시하고, 안전성을 증명하고자 한다. 다중 서명 기법은 최근 많은 관심을 받고 있는 암호화폐 분야에서 전자지갑의 개인키 의존도를 분산하여 보다 안전한 전자지갑 시스템을 구성할 수 있는 핵심 기술로, 최근 많은 연구자들과 개발자들이 관심을 갖고 있는 전자서명 응용 분야이다. 본 논문에서 제시하는 다중 서명 기법은 일반 공개키 모델(plain public key model)에서 공개키 결합(public key aggregation)이 가능한 기법으로, 부가적인 영지식 증명(zero-knowledge proof) 기법이 필요하지 않으며, 결합 된 단일 공개키만으로 효율적인 시스템을 구성할 수 있는 기법이다.
최근 양자 컴퓨터의 개발이 가속화되면서 기존 인터넷 환경에서 사용되고 있는 인수분해 및 이산대수 기반의 전자서명 기법들의 안전성에 대한 문제가 제기되고 있다. 이에 대응하기 위해 미국 국립표준기술연구원(NIST)의 표준화 작업을 비롯하여 양자 컴퓨팅 환경에서 안전한 여러 가지 전자서명 기법들이 제시되고 있다. 본 논문에서는 2018년 Behnia 등이 CCS 컨퍼런스에서 발표한 TACHYON 전자서명 기법을 이용한 다중 서명 기법을 설계하여 제시하고, 안전성을 증명하고자 한다. 다중 서명 기법은 최근 많은 관심을 받고 있는 암호화폐 분야에서 전자지갑의 개인키 의존도를 분산하여 보다 안전한 전자지갑 시스템을 구성할 수 있는 핵심 기술로, 최근 많은 연구자들과 개발자들이 관심을 갖고 있는 전자서명 응용 분야이다. 본 논문에서 제시하는 다중 서명 기법은 일반 공개키 모델(plain public key model)에서 공개키 결합(public key aggregation)이 가능한 기법으로, 부가적인 영지식 증명(zero-knowledge proof) 기법이 필요하지 않으며, 결합 된 단일 공개키만으로 효율적인 시스템을 구성할 수 있는 기법이다.
Recently, the acceleration of the development of quantum computers has raised the issue of the safety of factorization and discrete logarithm based digital signature schemes used in existing Internet environments. To solve the issue, several digital signature schemes are presented that are safe in p...
Recently, the acceleration of the development of quantum computers has raised the issue of the safety of factorization and discrete logarithm based digital signature schemes used in existing Internet environments. To solve the issue, several digital signature schemes are presented that are safe in post-quantum computing environments, including standardization work by the National Institute of Standards and Technology(NIST). In this paper, we design and present a multi-signature scheme based on the TACHYON announced by Behnia et al. in 2018 CCS conference, and prove the security. Multi-signature schemes are key techniques that can distribute the dependence of cryptocurrency-wallet on private keys in the cryptocurrency field, which has recently received much attention as an digital signature application, and many researchers and developers have recently been interested. The multi-signature scheme presented in this paper enables public key aggregation in a plain public key model, which does not require additional zero-knowledge proof, and can construct an effective scheme with only an aggregated public key.
Recently, the acceleration of the development of quantum computers has raised the issue of the safety of factorization and discrete logarithm based digital signature schemes used in existing Internet environments. To solve the issue, several digital signature schemes are presented that are safe in post-quantum computing environments, including standardization work by the National Institute of Standards and Technology(NIST). In this paper, we design and present a multi-signature scheme based on the TACHYON announced by Behnia et al. in 2018 CCS conference, and prove the security. Multi-signature schemes are key techniques that can distribute the dependence of cryptocurrency-wallet on private keys in the cryptocurrency field, which has recently received much attention as an digital signature application, and many researchers and developers have recently been interested. The multi-signature scheme presented in this paper enables public key aggregation in a plain public key model, which does not require additional zero-knowledge proof, and can construct an effective scheme with only an aggregated public key.
증명. 3.2절에서 제시된 다중 서명 기법의 선택 메시지 공격에 대한 위조가 가능한 공격자 F가 있다고 가정한다면, GCK 함수의 일방향성에 반하는 알고리즘 B가 존재한다는 것을 보여 정리 4.1을 증명하고자 한다. 이를 위해 먼저 위조 공격자 F의 도전자 역할을 수행하는 래핑 알고리즘 A를 설계한다.
대상 데이터
다중 서명 기법은 MS.Setup, MS.KeyGen, MS.Sign, MS.AggKey, MS.Verify의 다섯 개 알고리즘으로 구성되며, 각 알고리즘은 다음과 같이 정의한다.
이론/모형
A는 EUF-CMA 게임에서 도전자 역할을 수행하여 위조 서명을 출력하는 알고리즘이다. 이 증명에서는 multiple forking lemma를 적용하여 알고리즘 A를 같은 랜덤 테이프에 대해 하나의 분기점 이후에 각각 하나의 분기점을 잡아 총 네 번 실행하여 네 개의 위조 서명을 얻는다. 이 후 네 개의 위조 서명을 이용하여 GCK 함수의 일방향성을 부정할 수 있는 B를 설계한다.
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