TLS 1.3에서 양자내성암호 적용가능성 분석
초록/요약
As quantum computers become a reality, concerns about the security of existing public key cryptography relying on mathematical difficulties such as factorization and discrete logarithms are rising. For this reasons, NIST (National Institute of Standards and Technology) aims to announce international standardization algorithms for KEM (Key Encapsulation Mechanism) and DS(Digital Signature),which will replace the existing public key cryptography, by conducting post-quantum cryptography standardization from 2016 to 2022. To migrate the existing public key cryptography to these post-quantum cryptography on current system, It is necessary to study the issues when applying post-quantum cryptography from a security protocol perspective. In this paper, we analyze the applicability of the most widely used TLS protocol to apply post-quantum cryptography to various systems. We propose benchmarking results for performance comparison and handshake time for various post-quautum algorithms in Macbook equipped with Apple 1 Chip. As a result, It was found that the lattice-based cryptography was the best candidate in KEM and DS algorithms. In the future, I will focus on research to apply post-quantum cryptography to various security protocols such as IPSec, SSH, Kerberos, etc
more초록/요약
4차 산업혁명 기술의 발전으로 양자컴퓨팅 기술의 가능성이 증가함에따라 수학적 난제에 기반하고 있는 기존 공캐키 암호 시스템에 대한 위험이 지속되고 있다. 이에 대응하여 미국 국립표준기술연구소 NIST에서는 양자컴퓨팅 양자내성암호(PQC) 표준화 사업을 진행 중에 있으며 Key Encapsulation, Digital Signature 알고리즘을 각 Round를 진행함에 따라 선정하는 과정에 있다. 양자내성암호 기술을 분석하여 NIST에서 선정한 양자내성암호 알고리즘을 대표적인 무선통신 보안 프로토콜인 TLS 1.3에 적용하기 위한 이슈사항을 확인하고 직접 적용함으로써 각 후보 알고리즘들에 대해 성능평가를 수행한다. 따라서 본 논문에서는 평가의 결과를 토대로 NIST Security Level에서 가장 뛰어난 성능을 보인 알고리즘을 제안함과 동시에 TLS 1.3 프로토콜에 양자내성암호 적용의 가능성을 제안하고자 한다. 향후 계획으로 Ipsec, SSH, Kerberos과 같은 보안 프로토콜에 양자내성암호를 적용가능성을 연구함으로써 양자컴퓨팅환경에 안전한 무선통신 환경을 만드는 것이 본 연구의 계획이다.
more목차
제1장 서론 1
제1절 연구 배경 및 목적 1
제2절 연구내용과 구성 4
제2장 본론 5
제1절 공개키 암호 5
제2절 양자내성암호(PQC) 기술 분석 7
1. 격자 기반 7
2. 코드 기반 8
3. 해시 기반 8
4. 다변수 기반 8
5. 아이소제니 기반 9
제3절 NIST PQC 표준화 사업 및 진행사항 10
제4절 관련 연구 동향 분석 12
제5절 TLS 1.3에서 양자내성암호 적용 가능성 분석 14
1. TLS 1.3 프로토콜 14
2. TLS 1.3에서 PQC 적용 이슈사항 분석 16
제3장 성능 평가 19
제1절 TLS 1.3 end-to-end testing (KEM) 19
제2절 TLS 1.3 end-to-end testing (DS) 21
제4장 결론 26
