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다변수 이차식 기반 전자서명 알고리즘은 구현의 용이성과 작은 서명 크기를 장점으로 갖는 양자내성암호 후보군이다. 이러한 다변수 이차식 기반 전자서명의 효율성을 높이기 위해 희소 행렬을 사용한 전자서명 기법들이 제시되었으며, 이 중 HiMQ는 국내 정보통신단체 표준으로 제정되었다. 그러나 HiMQ는 2022년 제안된 MinRank 공격에 의해 깨진 대표적 다변수 이차식 기반 전자서명인 Rainbow와 유사한 키 구조를 갖는다. HiMQ는 국내 정보통신단체 표준으로 제정되면서 권고 파라미터를 제시하였는데, 이는 2020년 기준의 암호 분석에 기반한 파라미터로 최근 공격 기법들이 고려되지 않았다. 이에 본 논문에서는 HiMQ에 적용 가능한 다변수 이차식 기반 전자서명에 대한 공격 기법들을 살펴보고 이에 대한 안전성 분석을 수행하였다. HiMQ에 가장 효과적인 공격은 2022년 제안된 개선된 MinRank 공격인 combined attack이며, 세 개의 권고 파라미터 모두 기준 보안강도를 만족하지 못하였다. 또한 HiMQ-128과 HiMQ-160은 최소 보안강도인 128-bit 비도도 만족하지 못하였다.
목차
요약
ABSTRACT
I. 서론
II. HiMQ
III. HiMQ 적용 가능 공격
IV. HiMQ 보안강도 분석
V. 결론
References
참고문헌 (9)
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J. Ding and D. Schmidt, “Rainbow, a new multivariable polynomial signature scheme,” International Conference on Applied Cryptography and Network Security (ACNS), pp. 164-175, June 2005.
Korea Telecommunications Technology Association, “Post Quantum Cryptography based on Multivariate Quadratic Equations - Part 2: HiMQ, Digital Signature Algorithm with Appendix,” TTAK.KO-12.0348-Part2, June 2020.
W. Beullens, “Improved cryptanalysis of UOV and Rainbow,” Annual International Conference on the Theory and Applications of Cryptographic Techniques (EUROCRYPT), pp. 348-373, Oct. 2021.
W. Beullens, “Breaking rainbow takes a weekend on a laptop,” Annual International Cryptology Conference (CRYPTO), pp. 484-479, Aug. 2022.
T. Aulbach, S. Samardjiska, and M. Trimoska, “Practical key-recovery attack on MQ-Sign,” Cryptology ePrint 2023/432, 2023.
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W. Beullens, “Improved cryptanalysis of UOV and Rainbow,” Annual International Conference on the Theory and Applications of Cryptographic Techniques (EUROCRYPT), pp. 348-373, Oct. 2021.
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