양자컴퓨터와 NIST 양자내성암호 표준화 동향

장경배 ( Kyoung-bae Jang ),서화정 ( Hwa-jeong Seo ) 한국정보처리학회 2019 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.26 No.1

현재 양자컴퓨터 개발에 대한 전폭적인 연구가 이루어지고 있다. 지금의 양자컴퓨터의 개발수준은 기존 암호 시스템에 위협이 될 정도는 아니지만, 가까운 미래에 다가올 양자컴퓨터 시대에 대한 양자내성암호가 필요한 상황이다. 이에 양자내성암호 표준화를 위해 미국 NIST는 공모전을 열었고, 본 논문에서는 양자컴퓨터 개발현황과 NIST(National Institute of Standards and Technology) 양자내성암호 공모전의 암호알고리즘 설명과 동향을 살펴보고자 한다.

블록체인 기반 공개 논문 심사 시스템

권용빈,장경배,최승주,서화정,Kwon, Yong-been,Jang, Kyoung-bae,Choi, Seung-ju,Seo, Hwa-jeong 한국정보통신학회 2019 한국정보통신학회논문지 Vol.23 No.11

연구자는 연구 결과를 논문의 형태로 작성하여 학회에 투고하고 투고된 논문은 심사자의 면밀한 심사를 받은 뒤 학계에 공개되어 학문의 발전에 쓰인다. 이렇듯 심사 과정에 의해 연구 결과가 학계에 알려질지 결정되기 때문에 적절한 심사 시스템에 대해 많은 논의가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 현재 심사 시스템에서 발생하고 있는 문제점들을 살펴보고 이에 대한 해결책으로 블록체인 기반 공개 논문 심사 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 기존의 시스템과 다르게 개방적인 심사 구조를 가지며 투명성을 통해 공정하고 깊이 있는 평가를 보장한다. 동시에 블록체인을 사용함으로써 발생할 수 있는 프라이버시, 용량 문제에 대한 해결책을 제공한다. 최종적으로 제안하는 심사 시스템을 구현하여 결과를 보인다. The researcher writes the result of the research in the form of paper. The submitted papers gets careful peer review by the reviewers and used for the development of academic studies after it gets published. There has been numerous debate about the review system, as the review process determines whether the results will be known to academia. In this paper, we investigate the problems in the present review system and propose a open peer review system based on blockchain. The proposed system has an open peer review structure unlike the existing one and ensures fair and in-depth evaluation through transparency. The system also provides a solution to the privacy and capacity problems that may arise from the use of blockchain. Lastly, we implement the proposed peer review system and show the results.

스마트 컨트랙트 기반의 유실 애완동물 구조 시스템 개선

권혁동,김현준,장경배,서화정,Kwon, Hyeok-dong,Kim, Hyun-jun,Jang, Kyoung-bae,Seo, Hwa-jeong 한국정보통신학회 2020 한국정보통신학회논문지 Vol.24 No.6

동물의 체계적인 관리를 위해 동물등록제가 제정되었다. 애완동물을 키우는 주인은 동물등록을 통해 더 큰 책임감을 가지며 공식적인 복지도 제공받게 되었다. 동물등록제가 제공하는 이점 중 하나는 유실 동물 발생 시, 정보 조회를 통해 빠르고 안전하게 주인에게 돌려보내는 시스템을 마련했다는 것이다. 하지만 주인을 찾아주기 위한 정보 조회 과정에서 현행 법령과 상충하는 부분이 발생한다. 이로 인해 제도가 원활하게 동작하지 않게 되었다. 본 논문에서는 스마트 컨트랙트를 통해 등록된 정보를 일부만 배포 및 조회하는 것으로 유실 동물을 찾는 기능을 원활하게 동작할 것을 제안한다. 제안 기법은 정보를 일부만 공개하는 것으로 법령과 상충되는 부분을 제거하며, 정보 접근성을 높여 정보 조회의 가용 인력을 증원한다. 또한 기존 동물등록제와 호환이 되도록 RFID 값을 통해 조회하는 부분은 그대로 사용하며, 스마트 컨트랙트 쿼리를 통해 정보 조회를 하는 것으로 정확한 정보를 빠르게 획득할 수 있도록 한다. 마지막으로 기존 기법이 개선하지 못한 부분과 제안 기법을 비교하여 개선점을 확인한다. For systematic pet management, the pet registration system has established. It makes the owner of the pet is given greater responsibility through the pet registration system but it also provided with welfare. One of the advantages of the pet registration system is that prepare system what return to owner quickly and safety through information inquiry when the pets are lost. But there are some conflict with the law in the information inquiry, so it occurs interfere the system. In this paper, we propose using the Smart Contract to finding the missing animal effectively. Proposed method discloses only the partially information. Thus it will be eliminated conflict parts, and increases the information accessibility to increase the number of people who can inquiry information. In addition, keeping the RFID inquired feature for compatible with the existing system. The smart contract querying enables quickly and precision access to information. Lastly, compare the proposed method with existing method to see the improvement.

라운드 키 선행 로드를 통한 CHAM-64/128 카운터 모드 고속 구현

권혁동(Hyeok-dong Kwon),장경배(Kyoung-bae Jang),박재훈(Jae-hoon Park),서화정(Hwa-jeong Seo) 한국정보보호학회 2020 정보보호학회논문지 Vol.30 No.6

CHAM은 저사양 프로세서를 지원하기 위한 경량 블록암호로, 한국의 국가보안기술연구소에서 개발되었다. 블록암호의 원활한 동작을 위해서는 블록암호 운용 모드를 적용하는데 그 중에서 카운터 모드는 낮은 구현 난이도와 병렬 연산 지원으로 뛰어난 효율을 자랑한다. 본 논문에서는 블록암호 CHAM의 카운터 운영 모드를 최적 구현한 결과물을 제시한다. 제안기법은 사전 연산을 통해 일부 라운드를 생략하는 것으로 기존 CHAM보다 빠른 연산 속도를 가진다. 또한, 라운드 함수 진입 전 라운드 키의 일부를 레지스터에 선행 로드하는 것으로 라운드 함수마다 라운드키를 로드하는 시간을 160cycles만큼 감소시켰다. 제안하는 기법은 기존 기법에 비해 고정키 시나리오 상에서 6.8%, 가변키 시나리오 상에서 4.5%의 성능 향상이 있었다. The Block cipher CHAM is lightweight block cipher for low-end processors, developed by National Security Research Institute from Korea. The mode of operation is necessity for efficient operation of block cipher, among them, the counter (CTR) mode has good efficiency because it is easy to implement and supporting parallel operation. In this paper, we propose the optimized implementation for block cipher CHAM-CTR. The proposed implementation can be skipped some rounds by pre-computation. Thus it has better calculating speed than existing CHAM. Also, this implementation pre-load some of round keys to registers, before entering round functions. It makes reduced 160cycles loading time for round key load. Finally, proposed implementation achieved higher performance about 6.8%, and 4.5% for fixed-key scenario, and variable-key scenario, respectively.

블록체인 기반 논문 심사 시스템

권용빈 ( Yong-been Kwon ),장경배 ( Kyoung-bae Jang ),최승주 ( Seung-joo Choi ),서화정 ( Hwa-jung Seo ) 한국정보처리학회 2019 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.26 No.1

연구자들의 연구 결과를 공유하는 논문은 학회에 제출되어 심사를 거친 뒤 정식으로 등록된다. 이러한 과정에서 심사는 연구 윤리를 지키기 위해, 학회의 가치를 높이기 위해 시행되는 필수적인 과정이다. 하지만 이러한 심사 관리 과정에서 다양한 문제가 지속적으로 발생하고 있다. 본 논문에서는 기존의 시스템에서 발생하는 문제들을 해결함과 동시에 비용적인 면에서도 효율성을 제공하는 블록체인 기반의 논문 심사 시스템을 제안한다.

욕창 예방을 위한 체압 측정 장치 및 교정용 의자 개발

강동원(Dong-Won Kang),김경명(Kyoung-Myoung Kim),장경배(Kyung-Bae Jang) 대한전기학회 2009 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2009 No.7

The chairbound, handicapped person often requires a cushion to distribute the supportive forces over the largest area possible in order to reduce the risk of the development of a pressure sore. Pressure sores are areas of damaged skin caused by staying in one position for too long and can cause serious infections, some of which are life-threatening. When sitting upright, the greatest proportion of body weight is centerd over the ischial tuberosities. So, it is important that comfortable seating and largest distribution of pressure to prevent pressure sores. Therefore, the objective of this study was to develop the physical pressure measurement device and orthodontic chair to prevent pressure sores.

Health-monitoring을 위한 휠체어 기반 체중측정 장치 개발

강동원(Dong-Won Kang),김경명(Kyoung-Myoung Kim),장경배(Kyung-Bae Jang) 대한전기학회 2009 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2009 No.7

The number and percentage of people in need of a wheelchair are increasing every year, both manual and power wheelchair users express an interest in monitoring their weight. However, frequent measurements are not possible when relying on hospital scales and models designed for home use are expensive. So the goals of this study became to create a product that's relatively inexpensive, portable, and precise, which means varying little between measurements. Secondary goals were ease of use, compatibility with different kinds of wheelchairs, and accuracy, which means achieving proximity to an actual value and isn't as important when trying to monitor increases or decreases in weight.

블록암호 카운터 모드 최적화 구현 동향

권혁동 ( Hyeok-dong Kwon ),김현준 ( Hyun-jun Kim ),장경배 ( Kyoung-bae Jang ),서화정 ( Hwa-jeong Seo ) 한국정보처리학회 2020 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.27 No.2

블록암호는 정해진 길이의 평문을 암호화하는 암호 알고리즘으로 정해진 길이보다 더 긴 평문을 암호화하기 위해 다양한 운용모드가 제안되었다. 그 중에서 카운터 모드는 블록암호를 스트림암호 형태로 바꿔주는 모드로, 평문 대신 고정 값인 논스와 블록의 순번인 카운터를 입력 값으로 사용한다. 카운터 모드는 논스 값이 고정이기 때문에 암호 연산 중에 논스가 사용되는 부분의 다른 변수가 모두 고정 값이라면 결과가 항상 동일하다는 특성이 있다. 본 논문에서는 전술한 특성을 사용하여 카운터 모드 최적 구현을 한 블록암호에 대해 정리하며, 각각의 성능을 비교해볼 것이다. 개략적으로 AES 기존 구현물보다 약 16% ~ 32% 정도의 성능 향상을 보이고 CHAM은 약 10% ~ 13% 정도의 성능 향상을 보였다.

차세대 공개키 암호 고속 연산을 위한 RISC-V 프로세서 상에서의 확장 가능한 최적 곱셈 구현 기법

서화정(Hwa-jeong Seo),권혁동(Hyeok-dong Kwon),장경배(Kyoung-bae Jang),김현준(Hyunjun Kim) 한국정보보호학회 2021 정보보호학회논문지 Vol.31 No.3

차세대 공개키 암호 고속 연산을 위해서는 목표로 하는 컴퓨터 프로세서의 구조를 활용하여 암호화 기본 연산을 최적화 구현하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 RISC-V 프로세서 상에서 차세대 공개키 암호 고속 연산을 위해 핵심 곱셈기 연산을 최적화 구현하는 기법을 제안한다. 특히 RISC-V 프로세서의 기본 연산자를 열 기반 곱셈기 연산 알고리즘에 맞추어 최적 구현해봄으로서 이전 연구와 비교 시 256-비트 곱셈의 경우 약 19% 그리고 512-비트 곱셈의 경우 약 8%의 성능 향상을 RISC-V 프로세서 상에서 달성하였다. 마지막으로 RISC-V 프로세서에서 추가적으로 제공되면 곱셈 연산 성능 향상에 도움이 될 수 있는 확장 명령어 셋에 대해서도 확인해 보도록 한다. To achieve the high-speed implementation of post-quantum cryptography, primitive operations should be tailored to the architecture of the target processor. In this paper, we present the optimized implementation of multiplier operation on RISC-V processor for post-quantum cryptography. Particularly, the column-wise multiplication algorithm is optimized with the primitive instruction of RISC-V processor, which improved the performance of 256-bit and 512-bit multiplication by 19% and 8% than previous works, respectively. Lastly, we suggest the instruction extension for the high-speed multiplication on the RISC-V processor.

64-bit ARM 프로세서 상에서의 블록암호 PIPO 병렬 최적 구현

엄시우 ( Si Woo Eum ),권혁동 ( Hyeok Dong Kwon ),김현준 ( Hyun Jun Kim ),장경배 ( Kyoung Bae Jang ),김현지 ( Hyun Ji Kim ),박재훈 ( Jae Hoon Park ),송경주 ( Gyeung Ju Song ),심민주 ( Min Joo Sim ),서화정 ( Hwa Jeong Seo ) 한국정보처리학회 2021 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.10 No.8

The lightweight block cipher PIPO announced at ICISC’20 has been effectively implemented by applying the bit slice technique. In this paper, we propose a parallel optimal implementation of PIPO for ARM processors. The proposed implementation enables parallel encryption of 8-plaintexts and 16-plaintexts. The implementation targets the A10x fusion processor. On the target processor, the existing reference PIPO code has performance of 34.6 cpb and 44.7 cpb in 64/128 and 64/256 standards. Among the proposed methods, the general implementation has a performance of 12.0 cpb and 15.6 cpb in the 8-plaintexts 64/128 and 64/256 standards, and 6.3 cpb and 8.1 cpb in the 16-plaintexts 64/128 and 64/256 standards. Compared to the existing reference code implementation, the 8-plaintexts parallel implementation for each standard has about 65.3%, 66.4%, and the 16-plaintexts parallel implementation, about 81.8%, and 82.1% better performance. The register minimum alignment implementation shows performance of 8.2 cpb and 10.2 cpb in the 8-plaintexts 64/128 and 64/256 specifications, and 3.9 cpb and 4.8 cpb in the 16-plaintexts 64/128 and 64/256 specifications. Compared to the existing reference code implementation, the 8-plaintexts parallel implementation has improved performance by about 76.3% and 77.2%, and the 16-plaintext parallel implementation is about 88.7% and 89.3% higher for each standard.