초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
○ 연구 목표
- 효율성이 향상된 신규 난제 기반 공개키 암호 및 고속 연산 기술 연구
○ 연구 내용
- 신규 난제 기반 고속 공개키 암호알고리즘 효율성 향상된 변형 연구
☞ 다양한 난제 기반 공개키 암호/인증 기술 안전성/취약성 분석
☞ 대수적 구조를 이용한 암호 연산 고속화 연구
☞ 효율성 향상된 공개키 암호 설계 및 안전성 분석
☞ 개발한 공개키 암호 소프트웨어 구현 기술 연구
☞ 개발한 공개키 암호 블록체인 적용 연구

□ 연구개발성과

□ 연구의 목적 및 내용
○ 연구 목표
- 효율성이 향상된 신규 난제 기반 공개키 암호 및 고속 연산 기술 연구
○ 연구 내용
- 신규 난제 기반 고속 공개키 암호알고리즘 효율성 향상된 변형 연구
☞ 다양한 난제 기반 공개키 암호/인증 기술 안전성/취약성 분석
☞ 대수적 구조를 이용한 암호 연산 고속화 연구
☞ 효율성 향상된 공개키 암호 설계 및 안전성 분석
☞ 개발한 공개키 암호 소프트웨어 구현 기술 연구
☞ 개발한 공개키 암호 블록체인 적용 연구

□ 연구개발성과
◯ 양자컴퓨터에 안전한 공개키 암호알고리즘 연산 고속화 연구
- 대수적 구조를 이용한 암호 연산 고속화 연구
- 사전 계산을 이용한 고속화 연구
- 사전 계산 정보 노출 및 재사용에 따른 안전성 분석
◯ 양자컴퓨터에 안전한 난제 기반 공개키 암호알고리즘 최적 구현
- AVX2를 이용한 최적 구현
- Neon 지원 Cortex A에서 최적 구현
◯ 다양한 난제 기반 공개키 암호알고리즘 및 인증 기술 안전성 분석
- 다양한 난제 기반 공개키 암호알고리즘 안전성 분석
- 공개키 암호 기반 인증 기술 안전성 분석

□ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
○ 개발한 고속 공개키 암호는 경량기기에서 고속구현이 가능하여 그 동안 속도가 느려 사용하지 못했던 공개키 암호를 IoT 경량기기에서 활용할 수 있어 관련 정보보호업체에 기술이전이 가능함.
○ 신규 난제 기반 고속 공개키 암호알고리즘의 개발을 통해 경쟁력 있는 기술 확보가 가능하고, 개발된 고속 공개키 암호는 다양한 응용환경에서 요구하는 특수한 목적과 기능을 수행할 수 있는 암호 응용기술에 기반이 되는 원천기술로 활용될 것임.
○ 개발한 공개키 암호는 원천기술로써 다양한 암호응용기술과 프라이버시 보호기술의 기반 기술로 활용가능. 또한, 개발한 고속 공개키 암호는 자율주행차, 착용형 스마트 기기, 스마트 제조 등 다양한 환경에서의 기기인증에 활용가능하며 블록체인 등 신산업 분야 핵심 원천기술로 활용가능
○ 양자컴퓨터에 안전한 공개키 암호는 특정한 분야에 국한된 적용이 아니라 공개키 암호가 사용되던 모든 분야에서 공개키 암호의 전면 교체가 불가피한 전환기 도래하고 있어, 개발한 양자내성 공개키 암호는 현 국제표준 공개키 암호 RSA, ECC를 대체할 수 있어, 국가경쟁력 제고뿐만 아니라 정보보호 시장을 선점을 통해 시장 성장 유도

(출처 : 요약문 7p)

Abstract ▼

□ Objective & Contents
○ Objective
- Development of public-key cryptographic algorithms based on new mathematical hard problems and high-speed techniques
○ Contents
- Security and vulnerability analysis of public-key cryptographic algorithms based on various mathematical hard problems

□ Objective & Contents
○ Objective
- Development of public-key cryptographic algorithms based on new mathematical hard problems and high-speed techniques
○ Contents
- Security and vulnerability analysis of public-key cryptographic algorithms based on various mathematical hard problems
- Design of high-speed techniques for fast signing
- Implementations of public-key cryptographic algorithms based on various mathematical hard problems

□ Results
○ Security and vulnerability analysis of public-key cryptographic algorithms based on various mathematical hard problems secure against a Quantumcomputer
○ Design of high-speed techniques using block matrices for fast signing
○ Design of high-speed techniques using precomputation
○ Security analysis against leakage and reuse of precomputed values
○ Implementations of public-key cryptographic algorithms based on various mathematical hard problems

□ Expected Contribution
○ The practical public-key cryptographic algorithm requires only modest computational resources that makes them attractive for the useon low-cost devices such as smart cards and sensors. We believe that our scheme is a leading candidate for security of these constrained devices.
○ The proposed efficient special-purpose cryptographic algorithms will contribute to dominate the global market in advance, and thereby increase national wealth through international standardization.
○ This research will contribute to secure fundamental technology for IoTs in Korea, and take the lead in the international standards.
○ The proposed practical cryptographic algorithm can be applied to support secure communication and authentication among the resource- constrained IoT devices and new industrial applicationssuch as Blockchain.

(source : Summary 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 국문 요약문 ... 7
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 9
• 목차 ... 10
• 표목차 ... 11
• 그림목차 ... 12
• 제 1 장. 연구개발과제의 개요 ... 13
• 제 1 절. 연구개발 목적 ... 13
• 제 2 절. 연구개발의 필요성 ... 14
• 제 3 절. 연구개발 범위 ... 15
• 제 2 장. 국내외 기술 개발 현황 ... 16
• 제 1 절. 양자컴퓨터에 안전한 공개키 암호알고리즘 관련 제품 및 서비스 동향 분석 ... 16
• 제 2 절. 양자컴퓨터에 안전한 공개키 암호알고리즘 관련 회사 및 경쟁력 분석 ... 27
• 제 3 장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 45
• 제 1 절. 대수적 구조를 이용한 암호 연산 고속화 기술 연구 ... 45
• 제 2 절. 사전 계산을 이용한 고속화 방법 연구 ... 59
• 제 3 절. 사전 계산 값 노출 및 재사용에 대한 안전성 분석 ... 63
• 제 4 절. 양자컴퓨터에 안전한 공개키 암호알고리즘 최적 구현 ... 70
• 제 4 장. 연구개발 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 75
• 제 5 장. 연구개발 결과의 활용계획 ... 80
• 제 6 장. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 81
• 제 7 장. 연구개발성과의 보안등급 ... 82
• 제 8 장. 국가 과학기술종합정보시스템에 등록한 연구 시설·장비 현황 ... 83
• 제 9 장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 84
• 제 10 장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 85
• 제 11 장. 기타 사항 ... 86
• 제 12 장. 참고문헌 ... 87
• 끝페이지 ... 93