초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구는 극부호를 사용해서 안전하고 효율적인 새로운 무선 통신 보안 시스템을 구축하는 것을 목표로 하였다. 이를 달성하기 위해서 극부호에 대한 사전 조사를 거쳐서 극부호를 기반으로 하는 비밀키 암호 시스템에 대한 설계를 완료하였다. 또한 극부호를 이용하여 McEliece 암호 형태에 적용하는 방식에 대한 연구를 수행하였고 그 결과를 확보하였다. 물리 계층 보안 기술에 대한 기본 연구로서 랜덤값을 공유하기 위한 이론적인 확률을 유도하였으며 극부호를 생성하는 기본 수학적 구조에 대한 연구를 수행하였다. 이를

연구의 목적 및 내용
본 연구는 극부호를 사용해서 안전하고 효율적인 새로운 무선 통신 보안 시스템을 구축하는 것을 목표로 하였다. 이를 달성하기 위해서 극부호에 대한 사전 조사를 거쳐서 극부호를 기반으로 하는 비밀키 암호 시스템에 대한 설계를 완료하였다. 또한 극부호를 이용하여 McEliece 암호 형태에 적용하는 방식에 대한 연구를 수행하였고 그 결과를 확보하였다. 물리 계층 보안 기술에 대한 기본 연구로서 랜덤값을 공유하기 위한 이론적인 확률을 유도하였으며 극부호를 생성하는 기본 수학적 구조에 대한 연구를 수행하였다. 이를 통해 극부호를 바탕으로 채널 부호와 융합된 암호화 방식에 대한 기술적 기반을 확보하였다.
연구결과
본 연구과제를 통해서 극부호(polar code)라는 오류정정부호를 물리계층 보안 기술 및 암호기술에 접목시켜 안전하고 효율적인 무선 통신 보안 시스템을 구축하였다. 이에 대한 결과로서 극부호를 생성하기 위한 수학적인 구조에 대한 연구를 수행하였고, 물리계층 보안에 적용할 수 있는 형태를 연구하였다. 그 결과 광통신에서 적용이 가능한 새로운 형태의 보안 방식을 개발하였다. 또한 극부호를 이용한 비밀키/공개키 암호화 시스템에 대한 연구를 수행하였고 그 결과 매우 짧은 길이에서 높은 수준의 보안을 달성할 수 있는 새로운 비밀키 암호 시스템을 개발하였으며, 새로운 형태의 McEliece 형태의 공개키 암호화 방식도 개발하는데 성공하였다. 이를 위해 극부호 자체의 보안 특성에 대한 연구를 진행하였고, 짧은 키에 적용 가능한 다양한 수학적 구조에 대한 결과를 확보하였으며, 실용적인 수준의 비교적 짧은 길이의 부호어 길이 수준에서 보안을 제공할 수 있는 사전처리/사후처리 방식을 고안하고 설계하였다.
연구결과의 활용계획
이 연구에서는 특별히 극부호의 보안 특성에 초점을 맞춰서 물리계층 보안에 응용하거나 기존의 암호학적 응용을 찾는 연구를 진행하였다. 특히 연구 결과로 확보한 기술은 실제 시스템에서 쉽게 적용이 가능할 정도의 생적으로 매우 짧은 길이를 갖고 있으며 따라서 매우 효율적으로 시스템에 적용하는 것이 가능한 특성을 지닌다. 특히 일반적인 암호 시스템에서는 공격자가 암호문을 임의로 변경하는 경우 정상적인 사용자라 하더라도 원래대로 복구가 불가능하지만 본 시스템에서는 공격자의 변형에도 불구하고 정상적인 사용자는 특정 수준의 오류를 자동적으로 정정하여 본래의 메시지를 성공적으로 복구할 수 있는 새로운 특성을 갖는다. 이런 특성을 이용하면 다양한 분야에서 새로 설계한 암호 시스템을 활용하는 것이 가능할 것으로 보고 추가적인 연구를 진행할 예정이다.

Abstract ▼

Purpose&contents
The purpose of this research was to construct new security schemes based on a new paradigm in coding theory, a. k. a. polar coding. To achieve this purpose, we design the new secret key cryptosystem based on polar coding. In addition, using the polar codes, we carried out researc

Purpose&contents
The purpose of this research was to construct new security schemes based on a new paradigm in coding theory, a. k. a. polar coding. To achieve this purpose, we design the new secret key cryptosystem based on polar coding. In addition, using the polar codes, we carried out research on MeEliece type cryptosystem. Moreover, as a fundamental research, we studied the theoretical probability for sharing secret between remote parts and the mathematical structures for efficient construction of polar code.
Result
In this research, we constructed a security system based on polar coding, a new type of error correcting codes, combining with the conventional cryptographic and information theoretic security technologies. As results, we studied the mathematical structure for the construction of polar codes, developed new type of physical layer security system. One example for this is a new secure information transmission scheme for optical communication system. In addition, using polar codes, we carried out research on secret/public key cryptosystem based on polar coding, obtained new secret key cryptosystem with relatively short codelength, which can be applicable in practical systems. Moreover, we devised new pre-/post-processing for the new proposed cryptosystem to enhance the security of the output.
Expected Contribution
In this research, we carried out study on new technologies for cryptographic applications by focusing on the secure properties of polar codes. Especially, the constructed technologies have very practical parameters such as relatively short code length and enough key size, and so on. Moreover, since new technologies can recover original messages with arbitrary and intentional errors by adversaries, this property can be useful in many applications in very hostile environments

목차 Contents

• 핵심연구사업 최종보고서(평가용) ... 1
• 목 차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 13
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 28
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 30
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 31
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 31
• 8. 참고문헌 ... 32
• 9. 연구성과 ... 36
• 10. 기타사항 ... 39
• 끝페이지 ... 51