초록 ▼

연구의 목적 및 내용
○ 연구 목표
- 효율성이 향상된 신규 난제 기반 공개키 암호 및 고속 연산 기술 연구
○ 연구 내용
- 양자컴퓨터에 안전한 공개키 암호알고리즘 설계 및 안전성 분석
☞ 다양한 난제 기반 공개키 암호알고리즘 및 인증 기술 안전성 분석
☞ 다변수 이차식 기반 전자서명 알고리즘 설계 및 안전성 분석
☞ 격자 기반 전자서명 알고리즘 설계 및 안전성 분석
☞ 블록 행렬과 사전 계산을 이용한 고속화 연구
☞ 개발한 공개키 암호 소프트웨어 최적 구현

연구개발성과

연구의 목적 및 내용
○ 연구 목표
- 효율성이 향상된 신규 난제 기반 공개키 암호 및 고속 연산 기술 연구
○ 연구 내용
- 양자컴퓨터에 안전한 공개키 암호알고리즘 설계 및 안전성 분석
☞ 다양한 난제 기반 공개키 암호알고리즘 및 인증 기술 안전성 분석
☞ 다변수 이차식 기반 전자서명 알고리즘 설계 및 안전성 분석
☞ 격자 기반 전자서명 알고리즘 설계 및 안전성 분석
☞ 블록 행렬과 사전 계산을 이용한 고속화 연구
☞ 개발한 공개키 암호 소프트웨어 최적 구현

연구개발성과
◯ 양자컴퓨터에 안전한 공개키 암호알고리즘 설계 및 안전성 분석
- 다변수 이차식 기반 전자서명 알고리즘 설계 및 안전성 분석
- 격자 기반 전자서명 알고리즘 설계 및 안전성 분석
◯ 양자컴퓨터에 안전한 공개키 암호알고리즘 연산 고속화 연구
- 블록 행렬과 사전 계산을 이용한 고속화 연구
◯ 양자컴퓨터에 안전한 난제 기반 공개키 암호알고리즘 최적 구현
- 다변수 이차식 기반 전자서명 알고리즘 AVX2를 이용한 최적 구현
- 격자 기반 전자서명 알고리즘 레퍼런스 구현
◯ 다양한 난제 기반 공개키 암호알고리즘 및 인증 기술 안전성 분석
- 다양한 난제 기반 공개키 암호알고리즘 안전성 분석
- 공개키 암호 기반 인증 기술, 집합 서명 안전성 분석

연구개발성과의 활용계획(기대효과)
○ 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 and security analysis of multivariate-quadratic equation-based signature scheme
- Design and security analysis of lattice-based signature scheme
- Development of techniques for fast signing and implementations of the signature schemes

Results
○ Security and vulnerability analysis of public-key cryptographic algorithms based on various mathematical hard problems
○ Design and security analysis of multivariate-quadratic equation-based signature scheme
○ Design and security analysis of lattice-based signature scheme
○ Security analysis against leakage and reuse of precomputed values

Expected Contribution
○ The practical public-key cryptographic algorithm requires only modest computational resources that makes them attractive for the use on 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 applications such 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 ... 13
• 제 1 장. 연구개발과제의 개요 ... 15
• 제 1 절. 연구개발 목적 ... 15
• 제 2 절. 연구개발의 필요성 ... 16
• 제 3 절. 연구개발 범위 ... 17
• 제 2 장. 국내외 기술 개발 현황 ... 18
• 제 1 절. 양자컴퓨터 개발 현황 분석 ... 18
• 제 2 절. 양자컴퓨터에 안전한 격자 기반 전자서명 알고리즘 동향 ... 27
• 제 3 장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 70
• 제 1 절. Non-Cyclotomic 다항식을 이용한 새로운 격자 기반 양자내성 전자서명 알고리즘 설계 ... 70
• 제 2 절. Non-Cyclotomic 다항식을 이용한 새로운 격자 기반 양자내성 전자서명 알고리즘 안전성 분석 ... 75
• 제 3 절. 격자 기반/다변수 이차식 기반 양자내성 전자서명 알고리즘 최적 구현 ... 85
• 제 5 장. 연구개발 결과의 활용계획 ... 109
• 제 6 장. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 110
• 제 7 장. 연구개발성과의 보안등급 ... 111
• 제 8 장. 국가 과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 112
• 제 9 장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 113
• 제 10 장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 114
• 제 11 장. 기타 사항 ... 115
• 제 12 장. 참고문헌 ... 116
• 끝페이지 ... 123