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국가수리과학연구소

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신규 수학적 난제 기반 차세대 공개키 암호알고리즘 연구

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신규 수학적 난제 기반 차세대 공개키 암호알고리즘 연구는

현재 국제표준 공개키 암호인 RSA와 ECDSA의 안전성은 수학적 난제인 소인수분해 및 이산대수문제에 기반을 두고 있는데, 양자 컴퓨터 개발이 완료되면 Shor 알고리즘에 의해 이 난제들은 쉽게 풀리고, 국제표준 공개키 암호도 실시간 해독이 가능해져 사용할 수 없게 됩니다. 이는, 인터넷 쇼핑, 뱅킹 등의 전자상거래와 암호통신이 더 이상 안전하지 않음을 의미하는 것으로, 양자 컴퓨터 시대 이후 사이버 세계의 통신 대란을 예고하고 있어 이에 대응 가능한 양자내성암호로 반드시 교체되어야 합니다. 사물인터넷(IoT)이 발전하면서 스마트카, 가전, 웨어러블 의료기기 등 IoT 기기 해킹사례가 빈번하게 발생함에 따라, 경제적·인적 피해 방지를 위해 IoT 기기에서의 암호알고리즘의 사용이 시급한 상황에 있습니다. 또한, 현 국제표준 공개키 암호 RSA와 ECC는 IoT 경량기기에서 속도가 느려 적용에 한계가 있습니다. 이를 해결하기 위해 경량기기에 고속구현이 가능한 공개키 암호알고리즘의 개발이 필요합니다. 경량기기에 고속구현이 가능하고 양자컴퓨팅 공격에도 안전한 차세대 공개키 암호 개발을 목표로 연구를 수행하고 있습니다.
  • 다양한 난제 기반 공개키 암호알고리즘 안전성 분석
  • 신규 수학적 난제 기반한 차세대 공개키 암호알고리즘 개발
    • 다양한 난제 기반 공개키 암호알고리즘 안전성/취약성 분석
    • 경량기기에 고속구현이 가능한 공개키 암호알고리즘 설계 및 안전성 분석
    • 양자컴퓨터에 안전한 차세대 공개키 암호알고리즘 설계 및 안전성 분석
    • 차세대 공개키 암호 다양한 플랫폼에서 최적구현
    • 차세대 공개키 암호 부채널 공격에 대한 안전성 분석 및 대응법 연구
  • 다양한 응용 서비스에 적합한 프라이버시 보호기술 연구
    • IoT 서비스 환경에 적합한 경량 인증기술 연구
    • 양자컴퓨터에 안전한 공개키 암호 기기 인증, 블록체인 등에 적용 방법론 연구
    • 익명성, 비연결성, 추적성 등 다양한 기능을 갖는 프라이버시 보호기술 연구
현재 사용중인 국제표준 공개 암호 RSA와 타원곡선 암호

현재 사용중인 국제 표준 공개 암호 RSA와 타원 곡선 암호

1084815553842551142900520794449806245616824430624988
6906809764553107935080834330292843201597849730250171
09434001310876851402167330796759352537531560876539
=
111399099676390215669316862567320367625
479517670936483804719644527320678472637
×
973809983199052352596776641651889697313
82036683146715898427716312842129869847

y2=x3-3x+53차방적식 타원곡선R=P+Q

※ RSA 512비트 합성수 인수분해결과와 타원곡선암호에서 사용되는 3차방적식 타원곡선
 연구 중인 다변수 이차 다항식을 이용한 공개키 암호

3x21+x1x2+5x1x3+···+11x219+4x19x20+6x220= 24 (mod 31)

2x21+21x1x2+30x1x3+···+17x219+2x19x20+9x220= 10 (mod 31)

에서부터

8x21+7x1x2+12x1x3+···+6x219+9x19x20+x220= 5 (mod 31)

까지 ※ 다변수 이차 다항식 시스템의 해를 구하는 문제를 이용한 다항식 앟모의 예로, 이 시스템의 해를 구하면 다항식 암호를 깰 수 있음

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컨텐츠담당자     공공기반연구본부,암호기술연구팀: 심경아 042-717-5756     최종수정일 2021-10-01