Quantum-Attack-Driven PQC Security Evaluation and Quantum Modular Arithmetic Optimization
연구 내용
Grover 기반 탐색과 양자 회로 설계를 통해 Rainbow·UOV 계열 등 PQC 후보의 키 회복 위험을 정량화하고, 양자 모듈 연산 회로를 최적화하는 연구
본 연구는 양자 컴퓨팅 환경에서 PQC 후보의 안전성을 공격 관점에서 평가합니다. Grover's algorithm과 양자 오라클 구성을 이용해 다변수 이차(Multivariate Quadratic) 문제의 해석 가능성을 전제로 보안성 영향을 분석하고, Rainbow에 대해 MinRank 계열의 키 회복 공격을 양자 접근으로 확장하여 위협 수준을 재평가합니다. 또한 UOV 서명 계열에 대한 quantum rectangular MinRank 공격을 통해 파라미터 의존 위험을 검토합니다. 더 나아가 양자 회로의 가역성 제약 하에서 모듈 곱셈·모듈 축소를 Barrett reduction 기반으로 최적화하여, 실제 공격·평가에 필요한 연산 자원 관점까지 연결합니다.
관련 연구 성과
관련 논문
4편
관련 특허
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연구 흐름
초기 연구는 NIST PQC 표준화 흐름과 연계하여 PQC 후보에 대한 양자 알고리즘 적용 가능성을 이론적으로 구성하는 데 집중했습니다. 이후 Rainbow에 대한 MinRank 기반 키 회복 공격을 양자 회로 관점으로 변환하며, 파라미터 선택이 양자 공격에 의해 어떻게 달라지는지 평가했습니다. 이어서 UOV 계열 서명으로 대상을 확장하여 양자 MinRank 변형 공격을 제시하고, PQC 설계 관점의 검증 범위를 넓혔습니다. 최근에는 공격 시나리오에 직접 연결되는 양자 모듈 연산 회로의 최적화(Barrett reduction)로 연구 축을 보완하고 있습니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
관련 논문
구분
제목
Quantum rectangular MinRank attack on multi-layer UOV signature schemes
Multivariate Quadratic Solver in GF(31) with Grover's Algorithm
Q-rMinRank attack: The first quantum approach for key recovery attacks on Rainbow
Optimized quantum folding Barrett reduction for quantum modular multipliers