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클라우드 스토리지에 민감한 데이터를 저장할 경우 평문상태의 데이터는 기밀성 문제가 발생하기 때문에 중복처리를 통한 스토리지 효율성 제공뿐만 아니라 데이터 암호화를 통한 기밀성 보장이 필요하다. 최근 네트워크 대역폭의 효율적인 사용을 위해 클라이언트 측 중복제거 기술이 주목을 받으면서 다양한 클라이언트 측 중복제거 기술들이 제안되었지만 아직까지 안전성에 대한 문제가 남아있다. 본 논문에서는 암호화를 통해 데이터의 기밀성을 보장하고 소유권 증명을 이용해 데이터 접근제어를 제공하여 신뢰할 수 없는 서버와 악의적인 사용자로부터 프라이버시를 보존할 수 있는 안전한 클라이언트 측 소스기반 중복제거 기술을 제안한다.

Cloud storage servers do not detect duplication of conventionally encrypted data. To solve this problem, convergent encryption has been proposed. Recently, various client-side deduplication technology has been proposed. However, this propositions still cannot solve the security problem. In this paper, we suggest a secure source-based deduplication technology, which encrypt data to ensure the confidentiality of sensitive data and apply proofs of ownership protocol to control access to the data, from curious cloud server and malicious user.

RSA암호화에서 사용하는 공개키를 공공시스템에 개방 등록하여 시스템의 다른 사용자가 개인의 메시지를 보낼 수 있도록 하고, 공개키를 등록자는 자신의 개인키를 갖는다. RSA 인증 방식은 이른바 '선택된 암호 공격'에 취약하다. 이러한 종류의 공격은 예측할 수 없는 메시지의 인증에만 적용될 수 있으며 위조자는 무작위로 암호를 선택해야 한다. 인증과 비밀성을 동시에 적용할 수 있는 유일하게 알려진 암호 시스템은 RSA 시스템이다. 공개키 암호시스템에서 개인정보를 보장하는 핵심은 공개키에서 암호 해독을 위한 비밀키를 도출하는 것이 극히 어렵다는 것인데, 알고리즘은 페르마의 작은 정리를 비롯한 정수론의 개념을 활용하여 작동한다. 본 논문에서 여러 공격에 노출된 RSA 알고리즘을 이용하여 안전하게 메시지를 송수신할 수 있도록 공개키와 비밀키를 설계한다. 제안한 방법은 키생성에서 비교적 좋은 성능을 보이며 기밀 데이터는 매우 안전하고 신뢰할 수 있고, 제안하는 알고리즘은 사용되는 키의 임의성을 증가시킨다. 이 방법은 임의의 키 생성으로 인해 더 많은 보안을 제공하며 다른 공개키 암호화 알고리즘과 비교하여 개발하는 데 더 경제적이고, 암호화 알고리즘은 CPU 시간, 메모리 및 배터리 전원과 같은 상당한 양의 컴퓨팅 리소스를 소비하는 데, 미래에는 보안되지 않은 채널을 통해 안전하게 전송되어야 하는 멀티미디어 데이터를 암호화하기 위해 이 방법을 호환 가능하게 함으로써 향상될 수 있다.

The public key used in RSA encryption is openly registered in the public system so that other users of the system can send private messages, and the registrant of the public key has his or her own private key. The RSA authentication scheme is vulnerable to so-called 'chosen cryptogram attack'. This kind of attack can be applied to authentication of unpredictable messages only, the forger is forced to select cryptograms at random. The only known cryptosystem which can be adapted for both authentication and secrecy at the same time is the RSA system. The key to guaranteeing personal information in a public key cryptography system is that it is extremely difficult to derive a private key for decryption from a public key. In this paper, public and private keys are designed so that messages can be transmitted and received safely using the RSA algorithm exposed to various attacks. The proposed method shows relatively good performance in key generation, confidential data is very secure and reliable, and the proposed algorithm increases the randomness of the key used. This method provides more security due to random key generation and is more economical to develop compared to other public key encryption algorithms, and encryption algorithms consume significant amounts of computing resources such as CPU time, memory and battery power. However, this could be improved in the future by making this method compatible for encrypting multimedia data that must be transmitted securely over an unsecured channel. However, this could be improved in the future by making this method compatible for encrypting multimedia data that must be transmitted securely over an unsecured channel.

분산 컴퓨터망에서의 고객과 서버간의 서비스는 인증이 완료된 후 제공되어야 한다. 분산망에서의 지금까지 알려진 대표적인 인증 시스템은 Kerberos 인증 기법이다. 현재 Kerberos 인증 방식에서는 대칭형 알고리듬인 DES 알고리듬과 패스워드에 바탕을 두고 있다. 그러나 여기서는 DES 의 채용으로 인한 안전성 문제와 영역(Realm) 간 인증 정보교환시 복잡한 키 관리가 요구되는 단점이 있다. 본 논문에서는 Kerberos 인증 방식이 갖는 문제점을 분석하고, 이를 바탕으로 공개키 알고리듬을 이용한 인증 구조를 제안한다 또한 IDEA 를 이용한 인증 방식과 공개키 암호 알고리듬을 이용한 인증 방식을 시뮬레이션한다. 시뮬레이션에 이용된 C 루틴은 64 비트 IDEA 루틴, 128 비트 MD5 루틴, 고속의 지수 연산 루틴, 768 비트 지수 연산 루틴, 그리고 RSA 암호키 생성 루틴 등이다. 본 논문의 결과는 분산 컴퓨터 망에서의 인증 시스템 설계시 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

본 논문은 최소한의 정보량을 가지고 높은 안전성을 제공하는 타원곡선과 스마트 카드의 PIN을 동시에 이용하는 전자 지불 프로토콜을 제안한다. 타원 곡선 공개키 암호 알고리즘의 이용은 지불과정에서 필요한 계산 속도를 빠르게 함으로써 실제로 지불 시스템을 구현하였을 때 보다 효율적이고 편리한 이용환경을 제공할 수 있고 알고리즘과 스마트 카드의 고유 PIN을 이용하기 때문에 가지는 높은 안전성은 사용자들에게 지불시스템에 대한 신뢰성을 가지게 할 수 있다. 이와 같이 타원곡선 공개키 암호 알고리즘과 스마트 카드를 통하여 설계된 지불 시스템은 이동 컴퓨팅 환경에서도 효과적으로 사용될 수 있을 것이다.

본 논문은 최소한의 정보량을 가지고 높은 안전성을 제공하는 타원곡선과 스마트 카드의 PIN을 동시에 이용하는 이미지 분배에 대한 프로토콜을 제안한다. 타원 곡선 공개키 암호 알고리즘의 이용은 이미지 분배과정에서 필요한 계산 속도를 빠르게 함으로써 실제로 분배 시스템을 구현하였을 때 보다 효율적이고 편리한 이용환경을 제공할 수 있고 알고리즘과 스마트 카드의 고유 PIN을 이용하기 때문에 가지는 높은 안전성은 사용자들에게 이미지 분배하는 과정에서의 지불시스템에 대한 신뢰성을 가지게 할 수 있다. 이와 같이 타원곡선 공개키 암호 알고리즘과 스마트 카드를 이용해 설계된 이미지 분배과정에서의 지불시스템은 이동 컴퓨팅 환경에서도 효과적으로 사용될 수 있을 것이다.

본 논문은 최소한의 정보량을 가지고 높은 안전성을 제공하는 타원곡선을 이용한 전자 지불 프로토콜을 제안한다. 타원 곡선 공개키 암호 알고리즘의 이용은 지불과정에서 필요한 계산 속도를 빠르게 함으로써 실제로 지불 시스템을 구현하였을 때 사용자들에게 지불시스템의 효율적이고 편리함으로서 실제로 지불 시스템을 구현하였을 때 사용자들에게 지불시스템의 효율적이고 편리한 이용환경을 제공할 수 있고 타원 곡선 공개키 암호 알고리즘이 가지는 높은 안전성은 사용자들에게 지불시스템에 대한 신뢰성을 가지게 할 수 있다. 타원곡선 공개키 암호 알고리즘을 통하여 설계된 지불 시스템은 미래의 이동 컴퓨팅 환경에서도 효과적으로 사용될 수 있을 것이다.

공개키 암호 알고리즘은 암호화에 사용되는 공개키와 복호화에 사용되는 비밀키가 서로 다르며, 공개키는 공개되고 비밀키는 비밀로 유지되어 소유자만이 알고 있다. 이러한 알고리즘의 암호화 함수는 한 방향으로의 계산은 매우 쉬우나, 특별한 정보 없이 반대 방향으로 계산하는 것은 매우 어려운 성질이 있도록 하기 위하여 계산상 풀기 어려운 문제에 기반하여 연구되고 있다. 본 논문에서는 정수계획법에 기반한 계산상 풀기 어려운 문제를 이용하여 새로운 공개키 암호 알고리즘을 제안한다. 먼저 정수 계획법에 대하여 소개하고 비밀키와 공개키의 생성 과정을 보인다. 공개키로 이용되는 행렬을 평문에 곱하여 암호문을 만들고 공개키와 비밀키의 생성 과정을 보인다. 공개키로 이용되는 행렬을 평문에 곱하여 암호문을 만들고 공개키와 비밀키를 이용한 복호화 행렬을 이용하여 평문을 복원한다. 이 알고리즘의 키 생성 방식은 기존의 배낭꾸리기 암호 시스템의 방식과 유사하지만 배낭꾸리 시스템의 비밀키에서 나타나는 취약점을 보완하였다.

공개키 암호 알고리즘의 암호화 함수는 한 방향으로의 계산은 매우 쉬우나, 역 계산은 매우 어렵다는 일방향성과 특별한 정보를 가지면 역 계산이 가능하다는 트랩도어(trapdoor)성질이 있어야 하기 때문에 NP 문제나 계산상 풀기 어려운 수학 문제에 기반하여 연구되고 있다. 본 논문에서는 정수 계획법이라는 NP-완전 문제를 이용한 새로운 공개키 암호 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘의 키 생성 방식은 기존의 배낭꾸리기 암호 TTMXPA의 방식과 유사히지만 기존 시스템의 공격 대상이었던 비밀키가 가지는 취약성을 보완하였다.

정보통신 기술 및 컴퓨터의 발달로 의료기기의 디지털화가 가능하게 되어 의료 영상 분야에 다양한 활용이 이루어지고 있다. DICOM표준에 따른 PACS의 구축으로 의료 영상의 저장, 데이터베이스 검색 및 네트워크를 통한 원격 진료가 가능하게 됨으로써 의료 영상에 대한 불법복제, 소유권 및 데이터 인증 문제가 야기되고 있다. 본 논문에서는 무결성 인증을 위하여 공개 키 암호화 알고리즘을 기반한 새로운 의료 영상 디지털 워터마킹 기법을 제안한다. 이는 의료 영상 데이터를 원격으로 전송 후에 발생하는 불법적인 위/변조를 막기 위한 디지털 워터마킹 기법이다. 워터마크는 원 의료 영상을 웨이블릿 변환 후 비트플레인 값을 사용한다. 제안한 방법에서 삽입되는 영역은 ROI(region of interest)를 고려하여 랜덤하게 선택되도록 하고, MD5의 해쉬 함수는-디지털 서명을 생성하기 위하여 비밀 키로 사용한다. 실험 결과 제안한 알고리즘은 영상 처리에서도 워터마크 정보를 검출할 수 있으며 비가시성이 우수하다.

Recently, the medical image has been digitized by the development of computer science and digitization of the medical devices. There are needs for database service of the medical image and long term storage because of the construction of PACS(picture archiving and communication system) following DICOM(digital imaging communications in medicine) standards, telemedicine, and et al. However, it also caused some kinds of problems, such as illegal reproduction of medical image, proprietary rights and data authentication. In this paper, we propose the new digital watermarking technique for medical image based on public key encryption algorithm for integrity verification. It prevents illegal forgery that can be caused after transmitting medical image data remotely. The watermark is the value of bit-plane in wavelet transform of the original image for certification method of integrity verification. We proposed the embedding regions are randomly chosen considering ROI, and a digital signature is made using hash function of MD5 which input is a secret key. The experimental results show that the watermark embedded by the proposed algorithm can survive successfully in image processing operations and that the watermark's invisibility is good.

웹에 기반한 메일 서비스의 급속한 성장으로 인하여 전자 메일은 인터넷을 이용하는 많은 사용자들의 주요 정보 교환수단이 되었다. 현재의 웹에 기반한 메일 시스템에서 SMTP 프로토콜을 이용하여 메일을 전송할 경우, 전송되는 메시지는 아무런 보안 조치도 취해지지 않은 상태로 전송된다. 그러므로 네트워크에 연결된 내,외부의 침입자에 의하여 정보가 도청될 경우 쉽게 정보가 해석될 수 있는 문제점이 있다. 본 논문에서는 웹 상에서의 메일 서비스로 전자메일을 전송할 경우 데이터부분을 암호화하여 전송함으로써 외부의 침입자에 의해 전송데이터가 가로채지더라도 해독하지 못하도록 하였으며 받은 전자메일에 대하여 원래의 데이터로 복호화 할 수 있는 웹 기반 메일 시스템을 개발하였다. 이를 위하여 보안기능이 강화된 MIME 인코딩 알고리즘을 제안하고 이를 응용한 웹 기반 메일 서비스 및 클라이언트 어플리케이션을 구현하여 실제로 데이터 도청 시 메일 메시지가 보호될 수 있음을 보였다.

본 논문에서는 ${\gamma}$$^{th}$ -잉여류 문제에 안전성 기반을 둔 공개키 잉여류 암호알고리즘의 효율적인 복호알고리즘을 제안한다. 제안한 복호알고리즘은 기존의 복호알고리즘 중 가장 많은 시간이 소요되는 ${\gamma}$$^{th}$ 잉여류 판정 루틴을 소거하는 방법을 강구하였으며, 특히 복호알고리즘의 효율성을 위한 precomputation 방법을 분석하였다.

인터넷 사용자의 증가와 더불어 보안의 중요성이 확산됨에 따라 공개키 기반구조(Public Key Infrastru cture)하에서의 상호 인증 기술이 정보보호 기반기술의 중요요소로 논의되고 있다. 전자상거래 환경의 각종 응용분야에 대한 정보보호 서비스를 위하여 PKI 환경구축이 선진국들을 중심으로 광범위하게 추진되고 있다. 그러나, 개별적으로 추진되고 있는 다양한 형태의 PKI 환경은 상호 연동성이 보장되어야 한다. 따라서, 본 논문에서는 상호연동을 위하여 고려해야 하는 서명 알고리즘의 상호 연동성 방안을 제안하였다.

많은 디지털 서명 알고리즘들이 제안되었지만, 내제된 위험 요소들은 여전히 해결되지 않고 있다. 그 중 해쉬 함수의 충돌(Collision)문제가 있는데, 중요한 것은 이 문제로 인해 메시지가 일단 위조되면 어느 누구도 그 메시지의 위법성을 증명할 수 없다는 것이다. 따라서, 본 논문에서는 이 문제를 해결하는 방법에 대해 연구하고 새로운 디지털 서명 방식을 제안한다. 제안된 디지털 서명 방식은 해쉬(Hash) 알고리즘의 안전성 정도에 상관없고 오직 공개키 암호의 안전성에 연관되기 때문에 계산 속도가 빠른 해쉬 알고리즘을 사용할 수 있다. 또한, 이 방식은 기존 디지털 서명 알고리즘과 함께 사용될 수 있어서 E-commerce를 더욱 활성화시킬 것으로 예상된다.

512/1,024/2,048/3,072 비트의 4가지 키 길이를 지원하는 scalable RSA 공개키 암호 프로세서를 설계하였다. RSA 암호의 핵심 연산블록인 모듈러 곱셈기를 CIOS (Coarsely Integrated Operand Scanning) 몽고메리 모듈러 곱셈 알고리듬을 이용하여 32 비트 데이터 패스로 설계하였으며, 모듈러 지수승 연산은 Left-to-Right (L-R) 이진 멱승 알고리듬을 적용하여 구현하였다. 설계된 RSA 암호 프로세서를 Virtex-5 FPGA로 구현하여 하드웨어 동작을 검증하였으며, 512/1,024/2,048/3,072 비트의 키 길이에 대해 각각 456,051/3,496,347/26,011,947/88,112,770 클록 사이클이 소요된다. $0.18{\mu}m$ CMOS 표준셀 라이브러리를 사용하여 100 MHz 동작 주파수로 합성한 결과, 10,672 GE와 $6{\times}3,072$ 비트의 메모리로 구현되었다. 설계된 RSA 공개키 암호 프로세서는 최대 동작 주파수는 147 MHz로 예측되었으며, 키 길이에 따라 RSA 복호 연산에 3.1/23.8/177/599.4 ms 가 소요되는 것으로 평가되었다.

This paper describes a design of scalable RSA public-key cryptography processor supporting four key lengths of 512/1,024/2,048/3,072 bits. The modular multiplier that is a core arithmetic block for RSA crypto-system was designed with 32-bit datapath, which is based on the CIOS (Coarsely Integrated Operand Scanning) Montgomery modular multiplication algorithm. The modular exponentiation was implemented by using L-R binary exponentiation algorithm. The scalable RSA crypto-processor was verified by FPGA implementation using Virtex-5 device, and it takes 456,051/3,496347/26,011,947/88,112,770 clock cycles for RSA computation for the key lengths of 512/1,024/2,048/3,072 bits. The RSA crypto-processor synthesized with a $0.18{\mu}m$ CMOS cell library occupies 10,672 gate equivalent (GE) and a memory bank of $6{\times}3,072$ bits. The estimated maximum clock frequency is 147 MHz, and the RSA decryption takes 3.1/23.8/177/599.4 msec for key lengths of 512/1,024/2,048/3,072 bits.