SSSLab
컴퓨터·인공지능공학부 최필주
SSSLab(보안 시스템 반도체 연구실)은 하드웨어 기반 정보보호 기술의 선도적 연구를 수행하는 연구실입니다. 본 연구실은 보안 프로세서 설계, 암호 하드웨어 IP 개발, 물리적 공격 및 대응 기술 등 다양한 분야에서 첨단 연구를 진행하고 있습니다. 특히, 암호 알고리즘의 하드웨어 최적화와 물리적 공격에 대한 내성 강화에 중점을 두고, 실용적이고 신뢰성 높은 보안 솔루션을 개발하고 있습니다.
연구실의 주요 연구 분야 중 하나는 보안 프로세서 설계로, 암호 연산의 성능을 극대화하면서도 다양한 물리적 공격에 대한 저항성을 확보하는 하드웨어 구조를 개발하고 있습니다. 이를 위해 대칭키, 공개키, 경량 암호, 포스트 양자 암호 등 다양한 암호 알고리즘을 하드웨어에 최적화하여 구현하며, 실제 시스템에 적용 가능한 고성능·저전력 보안 프로세서를 연구하고 있습니다.
또한, 암호 하드웨어 IP 설계 및 최적화 분야에서는 TRNG, 해시 함수, 대칭키 및 공개키 암호, 경량 암호, 포스트 양자 암호 등 다양한 암호 알고리즘의 하드웨어 구현을 통해 높은 처리 속도와 낮은 전력 소모, 그리고 물리적 공격에 대한 내성을 동시에 달성하고 있습니다. 병렬 처리, 파이프라이닝, 자원 공유 등 다양한 하드웨어 최적화 기법을 적용하여 경량화와 확장성을 실현하고 있습니다.
물리적 공격 및 대응 기술 연구에서는 디패키징, 결함 주입, 전력 분석 공격 등 다양한 물리적 공격 기법을 분석하고, 마스킹, 하이딩, 랜덤화 등 하드웨어 기반 방어 기법을 개발하고 있습니다. 실제 하드웨어 환경에서의 실험을 통해 방어 기법의 효과성을 검증하며, 새로운 공격 시나리오에 대응할 수 있는 유연한 보안 구조를 제안하고 있습니다.
이외에도, IoT, 스마트카드, 차량용 보안, 금융 시스템 등 다양한 산업 분야에서 요구되는 고성능·저전력 보안 솔루션의 핵심 기술을 개발하고 있습니다. SSSLab은 앞으로도 하드웨어 기반 정보보호 기술의 혁신을 선도하며, 미래 정보보호 인프라의 신뢰성 향상에 기여할 것입니다.
True Random Number Generator
Elliptic Curve Cryptography
Lightweight Block Ciphers
보안 프로세서 설계
보안 프로세서 설계는 하드웨어 수준에서 정보 보호를 극대화하기 위한 핵심 연구 분야입니다. 본 연구실에서는 암호 알고리즘의 성능을 향상시키는 동시에, 프로세서가 물리적 공격에 대해 높은 저항성을 갖도록 설계하는 데 중점을 두고 있습니다. 이를 위해 전력 분석 공격, 결함 주입 공격 등 다양한 물리적 공격 기법을 분석하고, 이에 대응할 수 있는 하드웨어 구조와 설계 기법을 개발하고 있습니다.
특히, 암호 연산의 효율성과 보안성을 동시에 확보하기 위해 다양한 암호 알고리즘(대칭키, 공개키, 경량 암호, 포스트 양자 암호 등)을 하드웨어에 최적화하여 구현합니다. 이러한 연구는 실제 시스템에 적용 가능한 고성능·저전력 보안 프로세서의 개발로 이어지며, IoT, 스마트카드, 모바일 기기 등 다양한 응용 분야에서 활용될 수 있습니다.
또한, 본 연구실은 보안 프로세서의 설계 및 구현 과정에서 발생할 수 있는 다양한 보안 위협을 사전에 예측하고, 이를 효과적으로 차단할 수 있는 구조적·알고리즘적 방안을 지속적으로 연구하고 있습니다. 이를 통해 차세대 정보보호 인프라의 핵심이 되는 신뢰성 높은 하드웨어 보안 솔루션을 제공하는 것을 목표로 하고 있습니다.
암호 하드웨어 IP 설계 및 최적화
암호 하드웨어 IP 설계는 보안 시스템의 핵심 요소로, 다양한 암호 알고리즘을 하드웨어로 구현하여 높은 성능과 보안성을 동시에 달성하는 것을 목표로 합니다. 본 연구실에서는 TRNG(진정 난수 생성기), 해시 함수(SHA1, SHA2, SHA3), 대칭키 암호(AES, SEED, ARIA), 경량 암호(SIMON, SPECK, LEA, HIGHT), 공개키 암호(RSA, ECC), 포스트 양자 암호(Lizard, NTRU, SIDH, SIKE) 등 다양한 암호 알고리즘의 하드웨어 구현 및 최적화 연구를 수행하고 있습니다.
특히, 하드웨어 기반 암호 IP는 소프트웨어 기반에 비해 월등한 처리 속도와 낮은 전력 소모, 그리고 물리적 공격에 대한 내성을 제공할 수 있습니다. 본 연구실은 이러한 장점을 극대화하기 위해, 각 암호 알고리즘의 구조적 특성을 분석하고, 병렬 처리, 파이프라이닝, 자원 공유 등 다양한 하드웨어 최적화 기법을 적용하고 있습니다. 또한, SRAM 등 메모리 자원의 효율적 활용을 통해 경량화와 확장성을 동시에 달성하고 있습니다.
암호 하드웨어 IP의 설계 및 최적화 연구는 IoT, 스마트카드, 차량용 보안, 금융 시스템 등 다양한 산업 분야에서 요구되는 고성능·저전력 보안 솔루션의 핵심 기술로 자리매김하고 있습니다. 본 연구실은 실용적이고 신뢰성 높은 암호 하드웨어 IP를 지속적으로 개발하여, 미래 정보보호 기술 발전에 기여하고 있습니다.
물리적 공격 및 대응 기술
물리적 공격은 하드웨어 보안 시스템에서 가장 심각한 위협 중 하나로, 공격자가 칩의 내부 정보를 직접적으로 추출하거나 변조할 수 있는 다양한 방법을 포함합니다. 본 연구실에서는 디패키징, 결함 주입, 전력 분석 공격 등 다양한 물리적 공격 기법을 심층적으로 연구하고, 이에 대한 효과적인 대응 방안을 개발하고 있습니다.
특히, 전력 분석 공격(Side-channel Attack)은 암호 연산 중 발생하는 전력 소비 패턴을 분석하여 비밀 키 등 민감 정보를 추출하는 공격 방식입니다. 본 연구실은 이러한 공격에 대한 취약성을 분석하고, 마스킹, 하이딩, 랜덤화 등 다양한 하드웨어 기반 방어 기법을 설계 및 검증하고 있습니다. 또한, 실제 하드웨어 환경에서의 실험을 통해 방어 기법의 효과성을 평가하고, 새로운 공격 시나리오에 대응할 수 있는 유연한 보안 구조를 제안합니다.
이와 같은 물리적 공격 및 대응 기술 연구는 하드웨어 보안의 신뢰성을 높이고, 국가 및 산업 전반의 정보보호 수준을 강화하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. 본 연구실은 앞으로도 새로운 공격 기법과 이에 대응하는 혁신적인 방어 기술을 지속적으로 개발해 나갈 계획입니다.
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Lightweight Elliptic Curve Cryptography Accelerator over 25519 Curves
Piljoo Choi, Dong Kyue Kim
IEEE Access, 2025
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High-Performance NTRU Accelerator Using a Direct Memory Access Controller
Seon Bhin Kim, Piljoo Choi†, Dong Kyue Kim†
IEEE Access, 2025.03
3
Lightweight Polynomial Multiplication Accelerator for NTRU Using Shared SRAM
Piljoo Choi, Dong Kyue Kim
IEEE Transactions on Circuits and System-II: Express Brief (TCAS-II), 2023.12
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Root-of-Trust 용 저전력 고성능 공개키 암호화 하드웨어 엔진 개발
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Study on the Efficient Hardware Implementation of Post-Quantum Cryptography
