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문제 정의
- 따라서 본 논문에서는 드론에서 사용하는 각종 센서로부터 계속해서 변하는 측정값들을 추출하여 시드로 활용하고 XOR 보정기를 통해 난수성을 보장하면서 랜덤하게 비네가 변수를 생성하여 드론에 Rainbow 서명 기법을 적용할 수 있는 방안을 제시해 보고자 한다. 이를 위하여 2장에서는 관련 연구인 다변수 이차식 기반 서명 기법인 Rainbow와 난수 발생기에 대해 간략하게 다루고, 3장에서는 XOR 보정기를 통해 난수성을 보장하며, 드론의 각종 센서로부터 추출한 값을 시드로 활용하여 비네가 변수를 생성하는 방안에 대해 다루도록 한다.
- 이에 드론을 비롯한 각종 IoT 기기 또한 양자 컴퓨터 시대에 맞춘 양자 내성 암호 적용의 필요성이 있다. 따라서 본 논문에서는 이 중 다변수 이차식 시스템의 해를 구하는 문제를 활용한 전자서명 기법인 Rainbow를 드론에 적용해 보고자 한다.
- 본 논문에서는 rand와 같은 고정된 시드를 사용 하여 난수를 생성하는 함수를 이용하여 1차 난수를 생성한 뒤 드론의 센서로부터 받은 데이터를 시드로 사용하여 생성한 난수와 XOR 연산을 통해 난수성을 강화하는 방안을 사용하고자 한다. [그림 3]은 드론의 센서 데이터를 활용하여 난수를 생성하는 과정을 나타낸다.
- 따라서 반드시 보정기(corrector)를 사용하여 균일한 무작위성을 가지는 분포를 이루도록 만들어 주어야 한다. 본 논문에서는 이러한 편차 들을 없애주고 균일 분포를 만들어 주기 위해서 XOR 보정기를 사용한다. XOR 보정기는 원래의 출력 수열을 쌍으로 묶어 비트별 XOR 연산을 하여 결과를 난수로 사용하는 방식이다.
- 본 장에서는 드론에 적용해 볼 다변수 이차식 기반 서명 기법의 하나인 Rainbow와 난수 발생기에 대해 간략하게 소개한다.
- 따라서 드론에서 난수를 생성하여 비네가 변수를 채워 넣어줘야 할 필요가 있다. 이에 본 논문에서는 드론의 센서로부터 추출한 값을 시드로 활용하여 난수를 생성하는 방법을 제안하고자 한다. 또한, 그렇게 생성된 난수에 XOR 보정기를 적용하면 난수성 또한 강화될 것으로 예상된다.
가설 설정
- 키 생성과정에선 아핀행렬을 랜덤하게 채울 때, 그리고 서명 생성과정에선 비네가 변수를 랜덤하게 채울 때 난수를 생성한다. 그러나 스마트폰이나 드론과 같은 기기에서 전자서명을 사용할 경우에 보통 키 생성은 PC에서 생성하여 받아와 사용하는 경우가 많고, 키 생성 과정에서 난수를 생성한 후 아핀행렬의 역행렬 존재 여부를 확인하는 과정이 추가되기 때문에, 본 논문에서는 키생성은 PC에서 하여 드론에 키가 이식된 상태라고 가정하고, 서명 생성과정에서 비네가 변수를 랜덤하게 채우는 과정만 살펴보도록 한다. [그림 2]는 기존 Rainbow의 비네가 변수 생성 방식이다.
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