이한호 교수 연구팀 ‘ICT 챌린지 2023’ ...

Crystals-Kyber 양자내성암호 이용한 FPGA 기반 영상 암호화시스템

“다양한 실무환경 적용 가능한 신뢰성 높은 보안 모듈 개발 목표”

 

▲(사진 왼쪽부터) 전기컴퓨터공학과 석사과정 대학원생 이철우 학생, 정해성 학생, 김현선 학생

 

 

디지털집적시스템연구실(지도교수·이한호 정보통신공학과 교수)의 정해성, 이철우, 김현선 학생팀이 최근 열린 ‘ICT 챌린지 2023’에서 과학기술정보통신부 장관상을 수상했다.

 

 

과학기술정보통신부가 주최하는 ‘ICT 챌린지 2023’은 대학ICT연구센터, 지역지능화혁신인재양성 등 디지털 고급인재 양성사업 관련 연구기관의 연구 성과를 높이는 게 목적이다. 석·박사생 간 경쟁과 협업을 통해 실전 역량을 강화하기 위한 팀 아이디어 경연대회로, 전국 28개 대학에서 79개 팀(263명)이 참가했다.

 

이한호 교수 연구팀은 ‘디지털로 펼쳐 갈 미래로의 도전’을 주제로 열린 이번 경연대회에서 Crystals-Kyber 양자내성암호(PQC)를 하드웨어로 구현했다. 이를 이용해 영상 암·복호화를 수행하는 FPGA(프로그램이 가능한 비메모리 반도체의 일종) 기반의 데모 시스템도 선보였다.

 

양자내성암호는 양자컴퓨터의 발전에서 오는 위협에 대비하기 위한 차세대 암호 알고리즘이다. Crystals-Kyber는 미국 국가표준기술연구소(NIST)가 최근 표준으로 선정한 양자내성암호 중 하나로, 높은 보안성과 활용성을 가진 격자 기반의 공개키 암호 알고리즘이다.

 

연구팀이 하드웨어로 구현한 Crystals-Kyber는 소프트웨어 대비 37배 높은 처리 속도를 보여준다. 이러한 성능을 바탕으로 FPGA를 활용한 영상 데이터의 암·복호화를 수행하는 데모 시스템을 구현했다. 연구팀은 Crystals-Kyber 기반 하드웨어 암호 모듈과 실제 보안시스템에 적용할 수 있다는 것도 확인했다.

 

전기컴퓨터공학과 석사과정 대학원생인 정해성, 이철우, 김현선 학생은 “앞으로도 미래 기술에 대비할 수 있는 다양한 차세대 양자내성암호와 하드웨어 설계 기술에 관심을 가지고 정진하고 싶다”고 소감을 말했다.

 

지도교수인 이한호 정보통신공학과 교수는 “인공지능, 미래 모빌리티, 6G 통신, 사물인터넷(IoT), 국방 관련 보안시스템 산업과 같은 다양한 실무환경에서 사용할 수 있는 안전하고 신뢰성 있는 하드웨어 보안모듈(HSM) 개발에 초점을 맞춰 연구하고 있다”며 “양자내성암호 기술을 적용해 현대적인 암호화와 보안 요구사항에 대응하는 HSM 솔루션을 탐구하고 개발할 것”이라고 말했다.