[한국기술뉴스] 조선대학교 정보통신학부 김영식교수 연구팀은 높은 보안성을 제공하는 비밀키 암호화 데이터 전송장치를 개발했다. 개발된 기술은 조선대학교 산학협력단을 통해 2018년 05월 10일 특허를 출원(출원번호 제1020180053757호)했다. 특허 명칭은 '거듭 행렬 기반의 비밀키 암호화가 가능한 데이터 전송 장치 및 그 동작 방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

네트워크의 발전에 따라 인터넷이나 블루투스 등을 이용해 정보를 전달하고 공유할 수 있게 되었습니다. 네트워크를 이용한 정보 전달은 편리하지만, 사용자의 실수나 악의적 공격자에 의한 해킹으로 정보가 유출될 위험이 있습니다. 특히 군사 정보와 같은 기밀 정보나 개인 정보와 같은 중요 정보의 노출은 큰 피해를 유발할 위험이 있습니다. 일반적으로 정보 노출을 막기 위해 비밀키를 이용하여 데이터를 암호화 및 복호화합니다. 사물인터넷 센서 등에서는 가장 널리 사용되는 표준 암호화 방식인 AES 보다 경량화된 새로운 암호화 방식이 필요합니다.

조선대학교 김영식 교수 연구팀은 극부호의 원리를 이용하여 거듭 행렬 기반의 비밀키를 이용해 데이터를 암호화하는 방법을 개발했습니다. 발명에서 제안하는 암호는 부호 기반 암호의 원리에 기반하고 있어서, 양자컴퓨터의 공격에도 안전한 특성이 있습니다. 비밀키 방식으로 대부분의 사물인터넷 센서에서도 충분히 처리 가능한 매우 단순한 연산만을 사용해 암호화와 복호화를 수행할 수 있습니다.

정보 저장부에 1과 0으로 이루어진 거듭 행렬과 해시 함수를 저장합니다. 비밀키 생성을 위해 해시 함수에 반복적으로 데이터를 입력해 비특이 행렬과 랜덤 순열 행렬을 생성합니다. K개의 인덱스에 따라 거듭 행렬을 K개의 행을 갖는 부분과 나머지 부분으로 분리하고, 랜덤 벡터를 생성합니다. 그러면 비밀키는 비특이 랜덤 행렬을 생성하기 위한 시드 데이터와 랜덤 순열 행렬, K개의 인덱스가 됩니다. 암호화를 위해 비특이 랜덤행렬과 부분 행렬, 랜덤 백터 및 랜덤 순열 행렬을 이용해 메시지를 암호화합니다.

이 때 단순 선형 분석에 저항성을 갖도록 메시지는 해시 기반 AON(all-or-nothing) 변환에 의해서 인코딩됩니다. 암호화된 메시지는 저장된 비밀키값으로부터 비특이 랜덤행렬과, 랜덤 순열 행렬을 복구하고, 거듭행렬의 직교성에 의해 매우 단순한 연산으로부터 복호화할 수 있습니다.

개발된 암복호화 방법은 거듭 행렬 기반의 비밀키를 사용해 거듭 행렬의 특성에 의해 간단한 연산만으로 암호화 및 복호화가 가능해, 초소형 기기의 보안성을 향상할 수 있습니다. 본 방법을 IOT의 핵심 부품인 센서와 같은 초소형 기기에 적용해 정보 전달 중에 발생하는 정보 노출을 막아, 피해 방지 및 개인 정보 보호에 기여할 것으로 기대됩니다.