전기전자/정보통신

전자정보통신학회지_2023.11 특집 (p965)

내(耐) 양자계산기 암호의 최신 동향
특집을 편집하며
편집팀 리더 사와하타 야스히코(澤畠 康仁)

20XY년, 인터넷 종료 소식. 우리 생활에 필수적인 인프라인 인터넷의 기둥을 받치고 있는 암호기술의 불안정성이 우려되고 있다. 그 배경에는 강력한 계산 능력이 기대되는 양자계산기의 눈부신 발전이 있다.

현재, 인터넷에서 가족이나 친구들과 나누는 메시지나 인터넷 쇼핑 결제 정보 등 우리의 소중한 프라이버시는 암호기술에 의해 견고히 지켜지고 있다. 그러나 어쩌면 조만간(X=2나 3일지도) 양자계산기가 그 견고한 보호벽을 무너뜨릴지도 모른다. 만약 통신의 비밀이 보호받지 못한다면 우리는 지금의 편리한 인터넷을 포기해야 할 것이다.

세계의 암호 연구자와 기술자들은 일찍부터 이 위협을 감지하고, 향후 다가올 양자계산기 시대에 대비해 양자계산기를 이용한 공격에도 내성이 있는 암호 방식(내(耐)양자계산기 암호)을 연구해 왔다.

특히 미국 표준기술연구소 NIST는 2016년부터 내양자계산기 암호의 표준화 프로젝트를 발족하고, 2022년 7월에 그 표준화 방식을 발표했다. 일본에서도 많은 분들이 이 프로젝트에 참여하고 있으며, 전 세계의 연구자들과 협력해 서두에서 기술한 위협에 대비하고 있다. 그와 동시에 우리들의 안심, 안전한 커뮤니케이션의 유지/발전에 기여하고 있다.

본 특집에서는 양자계산기가 초래하는 위협에 대항하기 위해 현재 최전선에서 활약하고 있는 선생님들로부터, 본 분야의 표준화 동향이나 기술의 포인트, 사회 구현을 위한 향후 과제와 전망에 대해 기고를 받았다.

앞으로 연구의 길로 나아가려는 학생이나 다른 분야의 연구에 종사하는 일반회원을 주요 독자로 상정해, 집필자 선생님들께는 가급적 평이한 표현으로 집필해 주실 것을 부탁하였다. 사전 지식이 별로 없어도 내양자계산기 암호의 개요와 이를 둘러싼 현황을 이해하기에 충분한 내용으로 정리해 주셨다.

본 특집은 내용 면에서 3부로 나누어 구성되어 있다. 우선 제1부에서는 분야 전체를 부감한다. 1장에서는 도쿄대학의 다카기 쓰요시 교수가 내양자계산기 암호의 연구개발의 최전선인 NIST 표준화 프로젝트의 개요에 대해 소개한다.

2장에서는 주오대학의 쓰지이 시게오 교수가 암호의 역사와 그 역할의 변천에 대해 해설한다. 3장에서는 쓰쿠바대학의 구니히로 노보루 교수와 도쿄대학의 다카야스 아쓰시 교수가 현행 공개키 암호방식에 대한 양자 알고리즘의 위협에 대해 해설한다.

제2부에서는 내양자계산기 암호의 암호 기초 기술과 그 응용, 그리고 평가 기술에 관해 소개한다. 4장에서 릿쿄대학의 야스다 마사야 교수가 격자 암호 방식을 해설하고, 5장에서 KDDI 종합연구소의 나리사다 신타로 씨, 후쿠시마 가즈히데 씨, 기요모토 신사쿠 씨가 부호 암호를 소개한다.

6장에서 규슈대학의 이케마쓰 야스히코 교수가 다항식 암호에 대해 해설한다. 7장에서 후쿠이대학의 히로세 소이치 교수가 해시함수를 이용한 서명 방식을, 제8장에서 도쿄대학의 오누키 히로시 교수가 Isogeny-based Cryptography에 대해 각각 해설한다.

9장에서는 요코하마국립대학의 시카타 준지, 사토 신고, 조형록, 도미타 도이 교수가 암호기술을 클라우드나 IoT, AI 등에서 활용하기 위한 고기능 암호에 대해 해설한다. 10장에서는 정보통신연구기구의 아오노 요시노리 씨가 암호방식의 안전성 평가기술 동향에 대해 소개한다.

제3부에서는 암호기술의 사회 구현을 위한 대책에 대해 소개한다. 11장에서 정보통신연구기구의 시노하라 나오유키 씨가 국내외의 표준화 활동 상황에 대해 소개한다. 12장에서 세콤의 이토 다다히코 씨가 암호방식 이행에서의 기술적/사회적 과제에 대해 해설한다.

마지막으로 바쁘신 와중에도 집필에 힘써 주신 모든 집필자분들께 감사드린다. 그리고 특집 제안 때부터 의견을 수렴하고 교열 등에 적극적으로 협조해 준 편집팀에게도 감사드린다.

 -- 끝 --