연구성과

CRYSTALS-Kyber 양자내성암호 FPGA 기반 하드웨어 구현

하드웨어 보안 모듈 및 보안 응용시스템 적용 가능성

▲(사진 왼쪽부터)이한호 정보통신공학과 교수, 전기컴퓨터공학과 석사과정 대학원생인 이철우 학생, 정해성 학생

이한호 정보통신공학과 교수 연구팀이 하드웨어(HW) 보안 분야 세계 최고 권위의 학술대회인 IEEE International Symposium on Hardware Oriented Security and Trust(HOST)에서 ‘최우수 하드웨어 데모 2위상 (Best Hardware Demo Awards Second Place)’을 받았다.

이한호 교수 연구팀이 개발한 하드웨어(HW) 모듈은 CRYSTALS-Kyber 양자내성암호(PQC)를 FPGA(비메모리 반도체 일종) 기반 하드웨어로 구현한 것이다. 소프트웨어(SW)로 구현했을 때보다 25배 이상 빠른 처리 속도를 보여준다.

PQC는 양자컴퓨터로도 해독되지 않는 강력한 공개키 암호 기반 알고리즘이다. CRYSTALS-Kyber는 지난해 미국 국립표준기술연구소(NIST)의 양자암호화 표준이다. 보안성, 효율성, 유연성을 모두 제공하는 강력한 차세대 공개키 암호화 방법으로 향후 양자컴퓨터의 공격에 대항해 안전하고 신뢰성 있는 데이터 보안에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

이한호 교수 연구팀은 이번 연구를 통해 FPGA 기반 양자내성암호 하드웨어를 구현함으로써 현재의 기술이 대용량 이미지와 영상 데이터의 암호화 등 하드웨어 보안 모듈 및 보안 응용시스템에도 적용할 수 있는 정도에 이르렀다고 보고 있다.

전기컴퓨터공학과 석사과정 대학원생인 이철우 학생과 정해성 학생은 “세계적인 IEEE 국제학술대회에서 좋은 성과를 낼 수 있어 기쁘다”며 “관련 연구에 더욱 매진해 학계에 더 이바지하고 싶다”고 말했다.

지도교수인 이한호 정보통신공학과 교수는 “우리가 개발한 PQC 하드웨어 시스템은 이번 경진대회의 까다로운 평가척도를 충족하며 정량·정성적인 성능을 입증했다”며 “앞으로 미래 모빌리티, 인공지능, 통신, IoT, 국방 관련 보안 시스템 산업 등 넓은 범위의 실무환경에서 안전하고 신뢰할 수 있는 PQC 적용 하드웨어 보안모듈(HSM)을 개발하고 연구할 것”이라고 말했다.