장애인 아이스하키선수를 위한 맞춤형 아이스슬레지 개발 연구

장경배(Kyung-Bae Jang),이경완(Kyeong-Wan Lee),구도훈(Do-Hoon Koo),은선덕(Seon-Deok Eun) 한국재활복지공학회 2012 한국재활복지공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.11

공개형 블록체인을 활용한 신뢰기반 감염병 관리 시스템

장경배,박재훈,서화정,Jang, Kyung-Bae,Park, Jae-Hoon,Seo, Hwa-Jeong 한국정보통신학회 2020 한국정보통신학회논문지 Vol.24 No.6

국가에 치명적인 감염병이 발생하였을 때, 점차 퍼지는 후속 피해를 막기 위해서는 정부의 신속한 대처와 국민들의 2차 감염 예방이 매우 중요하다. 하지만 기존 의료기관에서 감염병을 발견하고, 이 사실이 질병관리본부까지 도달하기에는 총 4단계의 보고절차를 밟아야 한다. 이에 본 논문에서는 공개형 블록체인을 활용하여 기존 보고절차를 간소화 한다. 또한 감염병 관련 기관들만이 블록체인에서 감염병 정보를 공유하는 것이 아니라, 블록체인의 열람권한을 일반 시민들에게도 부여한다. 빠르게 정보를 공유하고 처리과정을 투명하게 공개하여 감염병 발생에 대한 대처와 공식발표에 신뢰를 더할 수 있다. 국민들 또한 2차 감염을 예방하기 위한 정보들을 블록체인에서 확인하여 효율적인 차세대 방역체계를 구축할 수 있다. In the event of a fatal infectious disease in the country, it is very important that the government respond quickly and prevent the secondary infection of the people to prevent the subsequent spread of damage. However, in order to detect infectious diseases in existing medical institutions, and to reach the KCDCP(Korea Centers for Disease Control and Prevention) a total of four steps must be taken. In this paper, we simplifies the existing reporting process using the open blockchain. In addition, not only infectious disease related organizations share infectious disease information on the blockchain, but also grant access to the blockchain to ordinary citizens. By sharing information quickly and transparently revealing the process, we can add credibility to the response to the outbreak and official announcements. The public can also build efficient next-generation defense systems by checking information on the blockchain to prevent secondary infections.

그루버 알고리즘 적용을 위한 LEA 양자 회로 최적화

장경배 ( Kyung Bae Jang ),김현준 ( Hyun Jun Kim ),박재훈 ( Jae Hoon Park ),송경주 ( Gyeung Ju Song ),서화정 ( Hwa Jeong Seo ) 한국정보처리학회 2021 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.10 No.4

양자 알고리즘과 양자 컴퓨터는 우리가 현재 사용하고 있는 많은 암호들의 안전성을 깨뜨릴 수 있다. 그루버 알고리즘을 n-bit 보안레벨을 가지는 대칭키 암호에 적용한다면 보안레벨을 (n/2)-bit까지 낮출 수 있다. 그루버 알고리즘을 적용하기 위해서는 오라클 함수에 대칭키 암호가양자 회로로 구현되어야 하기 때문에 대상 암호를 양자 회로로 최적화하는 것이 가장 중요하다. 이에 AES 또는 경량 블록암호를 양자 회로로 구현하는 연구들이 최근 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 국산 경량 블록암호 LEA를 양자 회로로 최적화하여 구현 하였다. 기존의 LEA 양자회로 구현과 비교하여 양자 게이트는 더 많이 사용하였지만, 큐빗을 획기적으로 줄일 수 있었으며 이러한 트레이드오프 문제에 대한 성능 평가를 수행하였다. 마지막으로 제안하는 LEA 양자 회로에 그루버 알고리즘을 적용하기 위한 양자 자원들을 평가하였다. Quantum algorithms and quantum computers can break the security of many of the ciphers we currently use. If Grover’s algorithm is applied to a symmetric key cipher with n-bit security level, the security level can be lowered to (n/2)-bit. In order to apply Grover’s algorithm, it is most important to optimize the target cipher as a quantum circuit because the symmetric key cipher must be implemented as a quantum circuit in the oracle function. Accordingly, researches on implementing AES(Advanced Encryption Standard) or lightweight block ciphers as quantum circuits have been actively conducted in recent years. In this paper, korean lightweight block cipher LEA was optimized and implemented as a quantum circuit. Compared to the previous LEA quantum circuit implementation, quantum gates were used more, but qubits were drastically reduced, and performance evaluation was performed for this tradeoff problem. Finally, we evaluated quantum resources for applying Grover’s algorithm to the proposed LEA implementation.

SPECK 양자 회로 최적화를 통한 양자 후 보안 강도 평가

장경배 ( Kyung-bae Jang ),엄시우 ( Si-woo Eum ),송경주 ( Gyeong-ju Song ),양유진 ( Yu-jin Yang ),서화정 ( Hwa-jeong Seo ) 한국정보처리학회 2021 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.28 No.2

양자 알고리즘이 수행 가능한 양자 컴퓨터는 기존 암호 시스템의 보안성을 낮추거나 깨뜨릴 수 있다. 이에 양자 컴퓨터의 공격 관점에서 기존 암호 시스템의 보안성을 재평가하는 연구들이 활발히 수행되고 있다. NIST는 대칭키 암호 시스템에 대한 양자 후 보안 강도에 평가에 Grover 알고리즘의 적용 비용을 채택하고 있다. Grover 알고리즘이 대칭키 암호 시스템의 보안성을 절반으로 줄일 수 있는 시점에서 중요한 건 공격 비용이다. 본 논문에서는 경량블록암호 SPECK 양자 회로 최적화 구현을 제시한다. ARX 구조의 SPECK에 대해 최적의 양자 덧셈기를 채택하고 병렬 덧셈을 수행한다. 그 결과, 최신 구현물과 비교하여 depth 측면에서 56%의 성능향상을 제공한다. 최종적으로, 제시하는 SPECK 양자 회로를 기반으로 Grover 알고리즘 적용 비용을 추정하고 양자 후 보안 강도를 평가한다.

Internet of Things (IoT) Based Modeling for Dynamic Security in Nuclear Systems with Data Mining Strategy

장경배,백창현,김종민,백형호,우태호,Jang, Kyung Bae,Baek, Chang Hyun,Kim, Jong Min,Baek, Hyung Ho,Woo, Tae Ho The Korea Internet of Things Society 2021 한국사물인터넷학회 논문지 Vol.7 No.1

원자력 테러 예방을 위해 기존의 물리 보호 시스템(PPS)를 수정한 빅데이터 기반의 클라우드 컴퓨팅 시스템과 통합된 데이터 마이닝 디자인이 조사됩니다. 원자력 범죄사건에 대해 시뮬레이션 연구에 의해 테러 관련 기관의 네트워킹이 모델링됩니다. 불법 도청 없이 무고한 사람들을 공격하려는 시도와 테러리즘을 정부가 탐지할 필요가 있습니다. 이 연구의 수학적 알고리즘은 테러 사건의 정확한 결과를 제공할 수 없지만, 시뮬레이션을 통해 잠재적 가능성을 얻을 수 있습니다. 본 결과는 시간에 따른 모양 진동을 보여줍니다. 또한 각 값의 빈도를 통합하면 결과의 전환 정도를 알 수 있습니다. 값은 63.125 시간에 -2.61741로 증가합니다. 따라서 테러 가능성은 나중에 가장 높습니다. The data mining design incorporated with big data based cloud computing system is investigated for the nuclear terrorism prevention where the conventional physical protection system (PPS) is modified. The networking of terror related bodies is modeled by simulation study for nuclear forensic incidents. It is needed for the government to detect the terrorism and any attempts to attack to innocent people without illegal tapping. Although the mathematical algorithm of the study can't give the exact result of the terror incident, the potential possibility could be obtained by the simulations. The result shows the shape oscillation by time. In addition, the integration of the frequency of each value can show the degree of the transitions of the results. The value increases to -2.61741 in 63.125th hour. So, the terror possibility is highest in later time.

Grover 알고리즘을 사용한 대칭키 암호 공격 동향

장경배 ( Kyung-bae Jang ),오유진 ( Yu-jin Oh ),김덕영 ( Duk-young Kim ),서화정 ( Hwa-jeong Seo ) 한국정보처리학회 2023 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.30 No.1

AES S-Box에 대한 양자 회로 구현 동향

장경배 ( Kyung-bae Jang ),임세진 ( Se-jin Lim ),이민우 ( Min-woo Lee ),서화정 ( Hwa-jeong Seo ) 한국정보처리학회 2022 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.29 No.2

다가오는 양자 컴퓨터 시대에 대비하여, 양자 컴퓨터상에서의 암호 분석은 활발한 연구 분야 중 하나이다. 양자 알고리즘을 사용한 암호 분석 시, 대상 암호는 반드시 양자 회로로 구현되어 양자 컴퓨터상에서 동작될 수 있어야 한다. 이에 공개키 암호인 RSA, ECC의 핵심 연산 또는 다양한 대칭키 암호들에 대해 양자 회로로 최적화 구현하는 연구들이 발표되고 있다. AES는 고전 컴퓨터상에서 뿐만 아니라, 양자 컴퓨터상에서 활발한 최적화 구현 대상이다. AES의 양자 회로 구현 시, 가장 많은 양자 자원이 필요한 연산은 S-Box이다. 이에 본 논문에서는 다양한 AES 양자 구현에서의 다양한 S-Box 양자회로 구현에 대해 살펴보고 다양한 최적화 특징에 대해 살펴본다.

휠체어 탑승 장애인을 위한 이동형 체중측정 자동화 장치 개발

장경배,이경완,구도훈,Jang, Kyung-Bae,Lee, Kyeong-Wan,Koo, Do-Hoon 대한임베디드공학회 2013 대한임베디드공학회논문지 Vol.8 No.1

Wheelchair users have a difficulty in managing their weight because there is lack of measure systems and even though the users have the system, it costs too much. Thus, purpose of this study is for developing the portable weight scale automatic device to help wheelchair users by monitoring their weight on the wheelchairs in real time. Portable weight scale automatic device composed by four strain gauges, and the device was connected with mobile phone so that wheelchair users were able to check their weight in real time. In order to evaluate the device performance, 10 normal subjects and 10 disabled subjects participated in this study. The subjects' truth weight and measured weight by the device are compared. The weigh difference within normal subjects was $0.75{\pm}0.80kg$, and the weigh difference within disabled subjects was $1.02{\pm}0.74kg$. Difference between the truth weigh and the measured weigh were not statistically different. The reason for this error occurred is inaccuracy of the loadcell installation and calibration. If this problems get solved, the measured indicator is expected to help wheelchair users to manage their weight.

Grover 알고리즘 공격 비용 추정을 통한 DES에 대한 양자 암호 분석

장경배(Kyung-bae Jang),김현지(Hyun-Ji Kim),송경주(Gyeong-Ju Song),심민주(Min-Ju Sim),엄시우(Eum-Si Woo),서화정(Hwa-Jeong Seo) 한국정보보호학회 2021 정보보호학회논문지 Vol.31 No.6

Brute force 공격을 가속화 시키는 Grover 알고리즘은 대칭키 암호의 키 복구에 적용 가능하며, NIST에서는 대칭키 암호에 대한 Grover 공격 비용을 양자 후 보안 강도 추정에 활용하고 있다. 본 논문에서는 DES를 양자 회로로 최적화 구현하여 Grover 알고리즘 공격 비용을 추정한다. NIST에서는 128, 192, 256-bit 키를 사용하는 대칭키 암호에 대해 AES의 공격 비용을 기준으로 양자 후 보안 강도를 추정하고 있다. DES에 대해 추정한 공격비용은 DES가 양자 컴퓨터의 공격으로부터 어느 정도의 내성을 가지고 있는지 분석해볼 수 있다. 현재 64-bit 키를 사용하는 대칭키 암호들에 대한 양자 후 보안 지표가 아직 존재하지 않기 때문에 본 논문에서 추정한 64-bit 키를 사용하는 DES에 대한 Grover 공격 비용이 기준으로 활용될 수 있다. 제안하는 DES의 양자 회로 구현 적합성 및 공격 비용 분석에는 양자 프로그래밍 툴인 ProjectQ가 사용되었다. The Grover algorithm, which accelerates the brute force attack, is applicable to key recovery of symmetric key cryptography, and NIST uses the Grover attack cost for symmetric key cryptography to estimate the post-quantum security strength. In this paper, we estimate the attack cost of Grover’s algorithm by implementing DES as a quantum circuit. NIST estimates the post-quantum security strength based on the attack cost of AES for symmetric key cryptography using 128, 192, and 256-bit keys. The estimated attack cost for DES can be analyzed to see how resistant DES is to attacks from quantum computers. Currently, since there is no post-quantum security index for symmetric key ciphers using 64-bit keys, the Grover attack cost for DES using 64-bit keys estimated in this paper can be used as a standard. ProjectQ, a quantum programming tool, was used to analyze the suitability and attack cost of the quantum circuit implementation of the proposed DES.

COVID-19 완화를 위한 녹색 연료로서 IoT 시스템용 원자력 에너지 모델링

장경배,백창현,우태호,Jang, Kyung Bae,Baek, Chang Hyun,Woo, Tae Ho The Korea Internet of Things Society 2021 한국사물인터넷학회 논문지 Vol.7 No.2

에너지 패턴은 국가 경제 침체에 따라 에너지 소비가 감소한 질병 트렌드의 사회 문제에 영향을 받는 것으로 분석됩니다. 사람들을 위한 사회적 거리 캠페인은 2019 년 코로나 바이러스 질병 (COVID-19)의 전염병으로 인해 자발적으로 또는 법적으로 수행되었습니다. 미국, 한국 등 일부 국가에서 일부 경제 부양 정책이 시행되었습니다. S, I, R로 논리적 모델링이 구성되는 시스템 역학 (SD)에 의해 적용된 SIR (Sceptible, Infectious, Recovery) 모델링을 보여줍니다. 특히 I 는 인구, 인종, 성숙도를 포함한 사회와 연결되어 있습니다. 또한 경제 및 정치는 소득, GDP, 자원, 대통령, 인기, 통치 정부 및 리더십과 관련이 있습니다. 그래프는 S 값 곱셈이 시작되는 2020년 4월의 큰 도약을 보여줍니다. 이것은 COVID-19의 영향과 관련 유행병 이후 추세를 보여줍니다. OECD와 비 OECD의 경향은 매우 유사하며 바이러스 위험의 영향은 경제 침체를 크게 유발합니다. It is analyzed that the energy pattern is affected by the social matters of the disease trend where the energy consumption has been reduced following the depression of the national economy. The campaign of social distance for the people has been done by voluntary or legally due to the epidemic of the Coronavirus Disease 2019 (COVID-19). Some economic stimulus policies have been done in some countries including the United States, South Korea, and some others. It is shown the susceptible, infectious, and recovered (SIR) modeling applied by system dynamics (SD) where the logical modeling is constructed with S, I, and R. Especially, the I is connected with Society including Population, Race, and Maturity. In addition, Economy and Politics are connected to Income, GDP, Resources, President, Popularity, Ruling Government, and Leadership. The graph shows the big jump on 2020 April when is the starting month of the S value multiplication. This shows the effect of the COVID-19 and its related post-pandemic trend. The trends of OECD and non-OECD are very similar and the effect of the virus hazards causes significantly to the economic depressions.