ㅁ 미래 컴퓨팅

ㅇ 정의:
양자 컴퓨터의 발전으로 기존 암호화 방식이 취약해질 가능성에 대비한 암호 기술을 연구하는 분야.

ㅇ 특징:
– 양자 알고리즘(예: 쇼어 알고리즘)을 방어할 수 있는 암호화 기법 개발.
– 기존 암호 체계와의 호환성 유지가 중요한 과제.
– 암호화 키 길이 증가로 인한 성능 저하 문제 해결 필요.

ㅇ 적합한 경우:
– 양자 컴퓨팅 기술이 상용화될 가능성이 높은 환경.
– 장기적으로 보안이 중요한 데이터(예: 금융, 의료 기록 등)를 보호해야 하는 경우.

ㅇ 시험 함정:
– Post-quantum Cryptography와 양자 암호화(Quantum Cryptography)를 혼동할 수 있음.
– 모든 암호화 기법이 양자 컴퓨터에 완전히 취약하다고 단정짓는 경우.

ㅇ 시험 대비 “패턴 보기” 예시:
1. “Post-quantum Cryptography는 양자 컴퓨터를 활용한 암호화 기술이다.” (X)
2. “Post-quantum Cryptography는 양자 컴퓨터에 대비한 암호화 기술이다.” (O)
3. “Post-quantum Cryptography는 쇼어 알고리즘 등 양자 알고리즘의 위협을 방어하기 위한 기술이다.” (O)

ㅁ 추가 학습 내용

Post-quantum Cryptography 학습 노트

1. **Post-quantum Cryptography 개요**
– Post-quantum Cryptography는 양자 컴퓨터의 발전으로 인해 기존 암호화 알고리즘(예: RSA, ECC)이 취약해질 가능성이 있어 이를 대체할 수 있는 암호화 기술을 연구하는 분야입니다.
– 양자 컴퓨터는 Shor 알고리즘과 같은 기술을 통해 현재 널리 사용되는 공개키 암호화 방식의 보안을 위협할 수 있습니다.
– Post-quantum Cryptography는 양자 컴퓨터에 대한 내성을 가지도록 설계된 암호화 기법을 개발하는 것을 목표로 합니다.

2. **대표적인 알고리즘 예시**
– **격자 기반 암호화 (Lattice-based Cryptography)**:
– 격자 문제(예: Shortest Vector Problem, Learning With Errors 문제)를 기반으로 한 암호화 방식.
– 양자 컴퓨터로도 해결하기 어려운 수학적 문제를 사용하여 보안을 유지.
– 대표적인 알고리즘: Kyber, FrodoKEM, NTRU, SABER.
– **다변수 다항식 기반 암호화 (Multivariate Polynomial Cryptography)**:
– 다변수 다항식 방정식의 해를 구하는 문제를 기반으로 한 암호화 방식.
– 양자 컴퓨터에 대해 강력한 내성을 가질 수 있음.
– 대표적인 알고리즘: Rainbow, UOV (Unbalanced Oil and Vinegar).
– **코드 기반 암호화 (Code-based Cryptography)**:
– 오류 수정 코드 문제(예: 복구 문제)를 기반으로 한 암호화 방식.
– 대표적인 알고리즘: McEliece, BIKE.
– **해시 기반 암호화 (Hash-based Cryptography)**:
– 안전한 해시 함수의 특성을 활용하여 보안을 유지.
– 대표적인 알고리즘: SPHINCS+, LMS.
– **기타**:
– Isogeny-based Cryptography: 타원곡선 이소제니 문제를 기반으로 한 암호화 방식.

3. **NIST PQC 표준화 프로젝트**
– 미국 국립표준기술연구소(NIST)는 Post-quantum Cryptography 표준화를 위한 프로젝트를 진행 중입니다.
– 2016년에 시작된 프로젝트로, 양자 컴퓨터에 내성을 가진 암호화 알고리즘을 표준화하려는 목적을 가지고 있습니다.
– 여러 단계의 평가를 거쳐 현재는 최종 후보군과 대체 후보군을 선정한 상태입니다.
– 최종 후보군: Kyber, Dilithium, SPHINCS+.
– 대체 후보군: BIKE, FrodoKEM, NTRU, Rainbow 등.
– NIST는 다양한 암호화 방식의 안전성, 효율성, 구현 가능성을 평가하며 최종 표준을 결정할 예정입니다.

4. **최신 동향**
– NIST PQC 표준화 프로젝트의 결과는 양자 컴퓨터 시대를 대비한 암호화 기술의 방향성을 제시합니다.
– 기업과 연구 기관에서는 격자 기반 암호화와 같은 알고리즘을 활용한 실제 시스템 구현과 테스트를 진행 중입니다.
– Post-quantum Cryptography는 금융, 의료, 군사 등 다양한 분야에서 필수적인 기술로 자리 잡을 전망입니다.

위 내용을 통해 Post-quantum Cryptography의 주요 알고리즘과 표준화 과정에 대한 이해를 높이고, 최신 동향을 파악하여 학습에 활용할 수 있습니다.