임베디드 보안 및 프라이버시 연구실(ESPLab)은 사물인터넷(IoT), 임베디드 시스템, 양자내성암호, 블록체인 등 첨단 정보보호 기술을 선도적으로 연구하는 연구실입니다. 본 연구실은 IoT 환경에서의 다양한 보안 위협에 대응하기 위한 경량 암호화, 인증, 키 관리, 디바이스 식별 등 실질적인 보안 솔루션 개발에 중점을 두고 있습니다. 스마트홈, 스마트시티, U-헬스케어, 드론, 차량 네트워크 등 다양한 응용 분야에서 실제 적용 가능한 보안 기술을 연구하며, 최신 표준 플랫폼의 암호화 기술 현황 분석과 자원 제약 환경에서의 보안 요구사항 도출에도 힘쓰고 있습니다.
또한, 양자컴퓨터의 발전에 따라 기존 암호체계의 안전성이 위협받는 미래 환경에 대비하여, 양자내성암호(PQC)와 양자컴퓨팅 기반 보안 분석에 대한 연구를 활발히 진행하고 있습니다. Rainbow 등 다변수 이차식 기반 서명 기법에 대한 양자 공격, 양자 모듈러 곱셈 및 산술 회로 최적화, PQC의 실질적 적용 방안 등 양자컴퓨팅과 암호학의 융합 연구를 통해 국가연구망, 스마트시티, 무인이동체 등 다양한 분야에서 안전한 통신과 데이터 보호를 실현하고자 합니다.
블록체인 및 분산원장 기술 역시 연구실의 주요 연구 분야 중 하나입니다. 블록체인 기반 전기차 충전소 협력 모델, 스마트시티 시민참여형 인프라 관리, 차량 네트워크 평판 시스템, 프라이버시 보호형 전자통행료 결제 등 실제 산업 및 사회 문제 해결에 기여할 수 있는 다양한 모델을 개발하고 있습니다. 또한, 블록체인 기술의 프라이버시 노출 문제를 해결하기 위한 익명성 강화 기법, 분산신원증명(DID) 등도 연구하고 있습니다.
이외에도, 드론, 로봇, 무인이동체 등 차세대 융합 환경에서의 보안 위협 분석과 대응 기술, 스마트 컨트랙트 기반 보험금 지급 시스템, IoT 디바이스 DNA 추출 및 인증, FPGA 기반 암호 알고리즘 최적화 등 다양한 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 연구 성과는 국내외 유수 학술지 및 학회에서 다수의 논문과 특허, 수상 실적으로 이어지고 있습니다.
ESPLab은 산업계, 학계, 정부기관과의 활발한 협력 연구를 통해 미래 정보보호 기술의 발전과 안전한 디지털 사회 구현에 기여하고 있습니다. 연구실 구성원들은 최신 기술 트렌드와 실질적 문제 해결을 동시에 추구하며, 차세대 정보보호 전문가 양성에도 힘쓰고 있습니다.
사물인터넷(IoT) 기술의 급속한 발전은 스마트홈, 스마트시티, 의료, 제조, 교통 등 다양한 분야에서 혁신적인 서비스를 가능하게 하였습니다. 그러나 IoT 기기는 자원이 제한적이고, 무인 환경에서 동작하는 경우가 많아 도청, 데이터 위조, 무단 액세스 등 다양한 보안 위협에 노출되어 있습니다. 본 연구실은 IoT 환경에서 발생할 수 있는 스푸핑, DoS, DDoS와 같은 공격으로부터 사용자의 개인정보와 서비스의 안전성을 보장하기 위한 보안 기법을 연구합니다.
특히, 임베디드 시스템 보안 분야에서는 제한된 연산 자원과 전력 환경에서도 효율적으로 동작할 수 있는 경량 암호화 기술, 인증 프로토콜, 키 관리 기법 등을 개발하고 있습니다. IoT 디바이스의 특성과 주변 신호를 활용한 디바이스 식별, 센서 데이터를 이용한 동적 암호키 생성 등 실질적인 보안 강화 방안을 제시하고, 실제 산업 현장에 적용 가능한 솔루션을 도출하고 있습니다.
이러한 연구는 스마트홈, 스마트시티, U-헬스케어, 드론, 차량 네트워크 등 다양한 응용 분야에서 실질적인 보안 문제를 해결하는 데 기여하고 있습니다. 또한, 최신 표준 플랫폼의 암호화 기술 현황을 분석하고, 자원이 제한된 환경에서도 적용 가능한 보안 요구사항을 도출하여, 미래 IoT 환경의 신뢰성과 안전성을 높이는 데 중점을 두고 있습니다.
양자내성암호(PQC) 및 양자컴퓨팅 기반 보안 분석
양자컴퓨터의 발전은 기존의 암호체계를 위협하는 새로운 도전 과제를 제시하고 있습니다. 양자컴퓨터는 큐비트의 중첩과 얽힘 특성을 활용하여 기존 컴퓨터로는 불가능한 연산을 빠르게 수행할 수 있으며, 이로 인해 현재 널리 사용되는 공개키 암호체계가 무력화될 수 있습니다. 본 연구실은 이러한 미래 환경에 대비하여 양자내성암호(Post Quantum Cryptography, PQC)의 안전성 분석과 새로운 암호 표준 개발에 집중하고 있습니다.
연구실에서는 양자컴퓨터 상에서 동작하는 다양한 양자 알고리즘과 양자 회로 설계, 그리고 PQC의 보안성 평가를 위한 시뮬레이션 및 실험을 수행합니다. 특히, Rainbow와 같은 다변수 이차식 기반 서명 기법에 대한 양자 공격(예: Grover 알고리즘 기반 MinRank Attack) 및 자원량 분석, 양자 모듈러 곱셈 회로의 최적화, 양자 산술 회로 설계 등 양자컴퓨팅과 암호학의 융합 연구를 활발히 진행하고 있습니다.
이러한 연구는 국가연구망, 스마트시티, 무인이동체 등 다양한 분야에서 양자컴퓨팅 시대에도 안전한 통신과 데이터 보호를 실현하는 데 중요한 역할을 합니다. 또한, 양자보안 분석 모델 개발, PQC 인증서 전송 오버헤드 분석, TLS 프로토콜의 PQC 마이그레이션 등 실질적인 적용 방안까지 폭넓게 다루고 있습니다.
블록체인 및 분산원장 기반 보안 기술
블록체인은 중앙 기관 없이 분산 네트워크 환경에서 참여자 간의 신뢰를 보장하는 혁신적인 기술로, 암호화폐, 금융, 스마트시티, 차량 네트워크, 무인이동체 등 다양한 분야에 적용되고 있습니다. 본 연구실은 블록체인 기술의 핵심인 데이터 위변조 방지, 투명한 거래 기록, single point of fail 문제 해결 등 보안적 강점을 다양한 응용 분야에 맞게 최적화하는 연구를 수행하고 있습니다.
특히, 블록체인 기반 전기차 충전소 협력 모델, 스마트시티 시민참여형 인프라 관리, 차량 네트워크 평판 시스템, 프라이버시 보호형 전자통행료 결제 등 실제 산업 및 사회 문제 해결에 기여할 수 있는 모델을 개발하고 있습니다. 또한, 블록체인 기술이 가진 거래의 투명성으로 인한 프라이버시 노출 문제를 해결하기 위한 익명성 강화 기법, 분산신원증명(DID) 등 다양한 보안 기술을 연구합니다.
이와 더불어, 블록체인과 IoT, 로봇 네트워크, 드론 등 차세대 융합 환경에서의 데이터 신뢰성 확보, 스마트 컨트랙트 기반 보험금 지급 시스템, 블록체인 기반 데이터 공유 모델 등 실질적인 서비스 구현을 위한 기술적·이론적 연구를 병행하고 있습니다.
Utilizing Quantum Computing for Quantum Cryptography Confidentiality Analysis to Strengthen National Research Network Cryptographic Commnunications (국가연구망 암호통신 강화를 위한 양자컴퓨팅 활용 양자보안비도 분석)
National Research Foundation of Korea (NRF)
2023년 04월 ~ 2025년 12월
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Development of Control Rights Protection Technology to Prevent Reverse Use of Military Unmanned Vehicles (국방 무인 이동체 역이용 방지 사이버 보안 기술 개발)
Institute for Information & Communications Technology Planning & Evaluation (IITP)
2023년 04월 ~ 2025년 12월
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Industrial 5G bigdata based deep-learning models development and human resource cultivation (5G 기반 산업별 빅데이터 활용 딥러닝 모형 개발 및 인력양성)
