ARM/NEON 프로세서를 활용한 NIST PQC SABER에서 Toom-Cook 알고리즘 최적화 구현 연구

송진교(JinGyo Song),김영범(YoungBeom Kim),서석충(Seog Chung Seo) 한국정보보호학회 2021 정보보호학회논문지 Vol.31 No.3

NIST(National Institute of Standards and Technology)에서는 2016년부터 양자컴퓨팅 환경을 대비하여 양자내성암호 표준화 사업을 진행하고 있다. 현재 3라운드가 진행 중이며, 대부분 후보자(5/7)는 격자기반 암호이다. 격자기반 암호는 효율적인 연산 처리와 적절한 키 길이를 제공하여 다른 기반의 양자내성 암호보다 리소스가 제한적인 임베디드 환경에서도 적용이 가능하다는 평가를 받고 있다. 그중 SABER KEM은 효율적인 모듈러스와 연산 부하가 큰 다항식 곱셈을 처리하기 위해 Toom-Cook 알고리즘을 제공한다. 본 논문에서는 ARMv8-A 환경에서 ARM/NEON을 활용하여 SABER의 Toom-Cook 알고리즘에서 평가와 보간 과정에 대한 최적화 구현 방법을 소개한다. 평가과정에서는 ARM/NEON의 효율적인 인터리빙 방법을 제안하며, 보간 과정에 서는 다양한 임베디드 환경에서 적용 가능한 최적화된 구현 방법론을 소개한다. 결과적으로 제안하는 구현은 이전 레퍼런스 구현보다 평가과정에서는 약 3.5배 보간과정에서는 약 5배 빠른 성능을 달성하였다. Since 2016, National Institute of Standards and Technology (NIST) has been conducting a post quantum cryptography standardization project in preparation for a quantum computing environment. Three rounds are currently in progress, and most of the candidates (5/7) are lattice-based. Lattice-based post quantum cryptography is evaluated to be applicable even in an embedded environment where resources are limited by providing efficient operation processing and appropriate key length. Among them, SABER KEM provides the efficient modulus and Toom-Cook to process polynomial multiplication with computation-intensive tasks. In this paper, we present the optimized implementation of evaluation and interpolation in Toom-Cook algorithm of SABER utilizing ARM/NEON in ARMv8-A platform. In the evaluation process, we propose an efficient interleaving method of ARM/NEON, and in the interpolation process, we introduce an optimized implementation methodology applicable in various embedded environments. As a result, the proposed implementation achieved 3.5 times faster performance in the evaluation process and 5 times faster in the interpolation process than the previous reference implementation.

타원곡선 암호의 최적화 구현, 부채널 대응기법 동향분석 및 벤치마킹

송진교(JinGyo Song),서석충(SeogChung Seo) 한국정보과학회 2021 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2021 No.6

GPU를 활용한 고속 소프트웨어 암호모듈 설계 및 구현

송진교(JinGyo Song),안상우(SangWoo An),서석충(Seog Chung Seo) 한국정보보호학회 2020 정보보호학회논문지 Vol.30 No.6

사람들의 개인정보와 국가의 기밀을 안전하게 보호하기 위해 다양한 암호 시스템과 알고리즘이 개발되었다. 암호모듈도 그 중 하나로, 수많은 기업과 국가 기관들이 자체적으로 개발한 다양한 암호모듈을 적극적으로 사용하게 되었다. 개발된 암호모듈에 대한 안전성과 정확성 등을 보장하기 위해서, 암호모듈 검증제도(CMVP)에 대한 중요성이 대두되었다. 국내에서도 암호모듈 검증제도(KCMVP)를 통해 암호모듈에 대한 보안 요구사항 충족 여부를 검증하고 있다. 그러나, 기존 CPU에서 동작하는 암호모듈은 대용량 데이터를 처리해야 하는 서버에서는 활용하기가 어렵다. 따라서, 본 논문에서는 GPU를 활용하여 고속화된 암호 기능을 제공하는 소프트웨어(S/W) 암호모듈을 제시하고자 한다. 본 논문에서는 GPU 활용 소프트웨어 암호모듈에 대한 구성과 동작 방식에 대하여 설명하고, GPU를 추가적으로 활용함에 따라 발생하는 암호모듈 보안요구사항의 변동점과 만족사항을 제시한다. 또한, 개발된 본 암호모듈에 대한 기존 CPU 소프트웨어 암호모듈 대비 성능 향상폭을 제시한다. 본 논문의 결과는 IoT 기기를 관리하는 서버나 클라우드 컴퓨팅 서버 등에서 암호 기능을 제공하는 암호모듈에 활용될 수 있다. To securely protect users" sensitive information and national secrets, the importance of cryptographic modules has been emphasized. Currently, many companies and national organizations are actively using cryptographic modules. In Korea, To ensure the security of these cryptographic modules, the cryptographic module has been verified through the Korea Certificate Module Validation Program(KCMVP). Most of the domestic cryptographic modules are CPU-based software (S/W). However, CPU-based cryptographic modules are difficult to use in servers that need to process large amounts of data. In this paper, we propose an S/W cryptographic module that provides a high-speed operation using GPU. We describe the configuration and operation of the S/W cryptographic module using GPU and present the changes in the cryptographic module security requirements by using GPU. In addition, we present the performance improvement compared to the existing CPU S/W cryptographic module. The results of this paper can be used for cryptographic modules that provide cryptography in servers that manage IoT (Internet of Things) or provide cloud computing.

GOCI-II를 활용한 단기 연안지형변화 모니터링 가능성 평가 연구

이진교 ( Jingyo Lee ),김근용 ( Keunyong Kim ),유주형 ( Joo-hyung Ryu ) 대한원격탐사학회 2021 大韓遠隔探査學會誌 Vol.37 No.5

해양과 육상사이의 전이지대인 조간대는 인위적 활동과 자연적 교란에 의해 다양한 변화가 빠르게 일어나 지속적인 모니터링이 필요하다. 원격탐사 방법을 활용한 연안지형변화 모니터링은 조간대 접근성에 대한 한계를 극복하고, 조간대의 장기적인 지형변화를 관측하는데 효과적인 것으로 평가된다. 원격탐사를 이용한 기존 연안지형 모니터링연구는 대부분 Landsat 위성시리즈와 Sentinel 위성 영상 분석을 통해 수행되었다. 본 연구는 GOCI-II(천리안 해양위성 2호)영상에서 NDWI 지수를 이용해 수륙경계선을 추출한 후 다양한 조위에 따른 경기만 일대 조간대 면적 변화를 파악하고 짧은 기간 동안 DEM제작과 지형고도변화 관측의 유용성에 대해 살펴보았다. 2020년 10월 8일부터 2021년 8월 16일까지 경기만 일대에서 획득된 영상은 GOCI-II 249장, Sentinel-2A/B 39장, Landsat 8 OLI는 7장이었다. 조간대 DEM을 제작할 경우, Sentinel과 Landsat 영상은 최소 3개월에서 1년 이상의 자료수집이 필요했지만, GOCI-II 위성은 단 하루의 자료를 이용해서 조위에 따른 경기만 일대 조간대 DEM생성이 가능하였고 조간대 노출빈도 계산을 통해 지형고도변화도 관측하였다. GOCI-II 위성을 활용해 연안지형변화를 관측시 짧은 주기의 높은 시간해상도로 지형 변화를 조기 감지하고 부족한 공간해상도는 고해상도의 다중복합자료를 이용해 정밀하게 보간하여 활용하는 방안이 좋을 것으로 생각된다. 향후, 위 결과들을 바탕으로 연구 영역을 확대하고, 자동 분석 및 탐지 가능한 기술 개발을 통해 한반도 연안의 최신 지형도와 연안관리에 필요한 정보를 빠르게 제공 가능할 것으로 기대된다. The intertidal zone, which is a transitional zone between the ocean and the land, requires continuous monitoring as various changes occur rapidly due to artificial activity and natural disturbance. Monitoring of coastal topography changes using remote sensing method is evaluated to be effective in overcoming the limitations of intertidal zone accessibility and observing long-term topographic changes in intertidal zone. Most of the existing coastal topographic monitoring studies using remote sensing were conducted through high spatial resolution images such as Landsat and Sentinel. This study extracted the waterline using the NDWI from the GOCI-II (Geostationary Ocean Color Satellite-II) data, identified the changes in the intertidal area in Gyeonggi Bay according to various tidal heights, and examined the utility of DEM generation and topography altitude change observation over a short period of time. GOCIII (249 scenes), Sentinel-2A/B (39 scenes), Landsat 8 OLI (7 scenes) images were obtained around Gyeonggi Bay from October 8, 2020 to August 16, 2021. If generating intertidal area DEM, Sentinel and Landsat images required at least 3 months to 1 year of data collection, but the GOCI-II satellite was able to generate intertidal area DEM in Gyeonggi Bay using only one day of data according to tidal heights, and the topography altitude was also observed through exposure frequency. When observing coastal topography changes using the GOCI-II satellite, it would be a good idea to detect topography changes early through a short cycle and to accurately interpolate and utilize insufficient spatial resolutions using multi-remote sensing data of high resolution. Based on the above results, it is expected that it will be possible to quickly provide information necessary for the latest topographic map and coastal management of the Korean Peninsula by expanding the research area and developing technologies that can be automatically analyzed and detected.

NIST PQC Round 3 격자 기반 암호의 부채널 대응 기법 동향 분석

송진교(JinGyo Song),김영범(YoungBeom Kim),곽유진(Yujin Kwak),서석충(Seog Chung Seo) 한국정보보호학회 2021 情報保護學會誌 Vol.31 No.1

NIST(National Institute of Standards and Technology) 양자 내성 암호 표준화 사업이 3차 라운드에 접어들면서, 3라운드 후보자에 대한 실제 구현 결과 및 관심이 꾸준히 증가하고 있다. 3라운드 후보자 중 대부분(5/7)은 격자 기반 암호이며, 격자 기반 암호는 다른 기반의 양자 내성 암호보다 효율적인 연산 처리로 인해 제약적인 리소스를 가진 임베디드 환경에서도 적용이 가능한 장점이 존재한다. 그러나 특히 임베디드 환경에서는 암호 알고리즘이 동작 시 발생하는 추가적인 정보(전력, 전자파, 시간차, 오류주입 등)를 이용한 부채널 공격에 취약하다. 실제 다수의 연구가 양자 내성 암호의 부채널 공격에 대한 가능성을 제시하고 있다. 여전히 부채널 공격은 양자 내성 암호를 표준화하기 위해 상당한 장애물이며, 이에 대응하기 위해서는 구현 시 부채널 대응 기법이 적용되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 NIST PQC 3라운드 격자 기반 암호의 부채널 대응 방안에 대한 최신 동향을 분석한다, 또한 향후, NIST PQC 3라운드 격자 기반 암호의 연구 전망을 논의한다.

CHES 2020을 중심으로 살펴본 SW/HW 암호 분석 및 구현 기술 연구 동향

안상우(SangWoo An),송진교(JinGyo Song),박보선(BoSun Park),서석충(Seog Chung Seo) 한국정보보호학회 2020 情報保護學會誌 Vol.30 No.6

세계적으로 저명한 학회인 Cryptogrpahic Hardware and Embedded Systems(CHES)에서는 매년 부채널 공격, 암호 S/W, H/W 구현을 포함하는 정보 보안 분야에서의 화제가 되는 분야를 연구하고 공유한다. CHES 2020의 경우 부채널공격, 양자 내성 암호, 머신 러닝과 같이 최근에 제시되어 활발하게 연구가 진행되고 있는 주제뿐만 아니라 역공학, 하드웨어 구현, 타원 곡선 암호, 화이트 박스 등의 다양한 결과들이 발표되었다. 본 논문에서는 CHES 2020을 통해 암호화 소프트웨어/하드웨어 및 임베디드 시스템에서의 보안 기술 개발 및 연구 동향을 살펴보며, 이에 따른 향후 연구 전망을 제시한다.

탭 절환장치의 기계적 상태 추정을 위한 디지털 트윈 갱신 방법론

김원곤(Wongon Kim),김선의(Sunuwe Kim),정진교(Jingyo Jeong),윤병동(Byeng D. Youn) 한국소음진동공학회 2020 한국소음진동공학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.6

Attitudes toward Korean Americans

박수현,Marilyn A. Cornish,Mijin Chung,Jingyo Suh 한국상담학회 2018 Journal of Asia Pacific counseling Vol.8 No.2

The objective of the current study is to understand Americans’ attitudes towards Koreans in the communities to which Koreans and Korean Americans have moved in increasing numbers over the last 15 years. Three hundred fifty- nine non-Koreans residing in the Southeastern region of the United States participated in the study. We conducted a cross-sectional survey study by using a modified version of the Attitudes toward Asians (ATA) Scale originally developed by Ho and Jackson. The results of this study validate the results of some previous studies investigating attitudes of Americans towards Asian Americans. However, the results also provide information that might be unique to Koreans/Korean Americans. Counseling, educational, and research implications as well as limitations were discussed.

전류(轉流) 방식을 이용한 HVDC용 DC 차단기의 고장 전류 차단

박상훈(Sanghun Park),장현재(Hyunjae Jang),정진교(Jingyo Chong),심정욱(Jungwook Sim),이우영(Wooyoung Lee) 대한전기학회 2016 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2016 No.3

인포테인먼트 제어기 OTA 업데이트 자동화 평가법 개발

박재호(Jaeho Park),김현수(Hyunsu Kim),한진교(Jingyo Han),최창길(Changgil Choi) 한국자동차공학회 2022 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2022 No.6