MPKC의 공개키 사이즈를 더 줄일 수 없을까?
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양자 컴퓨터의 발전으로 RSA, ECC 등 기존 공개키 암호의 보안성에 대한 위협
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양자내성암호(PQC)의 필요성 증대
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Rainbow가 Simple Layers 공격으로 취약점이 드러나면서 새로운 다변수 서명 구조의 필요성이 제기
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Rainbow의 취약점을 시각적으로 분석하고, MAYO 기반 개선 구조와 MPKC 웹 시뮬레이터를 제안
기존 방식의 문제점
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Rainbow의 다층 구조에서 오일 변수 공간이 분리될 수 있음.
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기존 UOV 계열 암호는 안전성이 높지만 공개키 크기가 커 저장 효율이 낮음.
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MPKC 알고리즘은 구조가 복잡해 사용자가 파라미터 변화와 성능을 직관적으로 이해하기 어려움.
핵심 아이디어
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Rainbow의 구조적 취약성을 수학적으로 분석하고 White Block을 시각화
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단일층 UOV 구조와 MAYO의 Whipping 원리를 분석해 차세대 서명 구조의 방향을 설정
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MAYO의 W 행렬에 Block-Circulant 구조를 적용해 공개키 저장량을 줄이는 개선안을 제안
활용된 핵심 기술 또는 이론
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다변수 이차식 문제(MQ Problem)
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UOV의 Oil-Vinegar 구조
기존 방식과의 차별성
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다층 Rainbow 구조 대신 단일 층 UOV/MAYO 기반 구조로 보안 설계 방향을 전환함
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무작위 W 행렬 전체 저장 대신 Block-Circulant W 구조로 약 ℓ배 저장량 절감 가능성을 제시
문제 해결 과정
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양자내성암호와 MPKC, UOV, Rainbow, MAYO 관련 이론 및 선행연구를 조사함
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Rainbow 다층 구조의 오일 변수 분리, White Block, Rank Defect 발생 원리를 분석함
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MAYO의 Whipping 연산과 W 행렬 구조를 분석하고 Block-Circulant·Sparse Mosaic 개선 모델을 설계함
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UOV, Rainbow, MAYO 웹 시뮬레이터를 제작해 파라미터 조작, 성능 비교, 취약점 시연 기능을 구현함
최종 사용자
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양자내성암호(PQC)를 연구하는 학부생
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MPKC와 디지털 서명 구조 학습자
기대효과
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복잡한 MPKC 구조를 시각적으로 이해할 수 있음.
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Rainbow의 취약점과 서명 위조 원리를 실험적으로 확인할 수 있음.
참여 정보
팀명
135조
수강 교과목
산업수학의 캡스톤디자인1
지도 교수
안재현
참여 개발자
표주석(수학과), 김재원(수학과)
