양자난수발생기 Quantis의 후처리 과정에 관한 암호학적 분석

Vol. 27, No. 3, pp. 449-458, 6월. 2017
10.13089/JKIISC.2017.27.3.449, Full Text:
Keywords: Quantum random number generator, Post-processing, Conditioning, 2-universal hashing
Abstract

본 논문에서는 양자난수발생기 Quantis의 후처리 과정에 대하여 암호학의 관점에서 실험을 통하여 안전성과 성능을 분석하였다. Quantis의 후처리 과정은 수학적 이론에 근거한 이진행렬-벡터 곱 연산을 통해 풀엔트로피(full-entropy)를 출력하도록 설계되었고, NIST SP 800-90B의 최소엔트로피(min-entropy) 추정 테스트를 이용하여 이를 검증하였다. 이진행렬-벡터 곱 연산에 최적화 기법을 사용함으로써 난수 생성 속도에 미치는 영향을 최소화하였음을 확인하고, NIST SP 800-90B에서 제시한 검증된 Conditioning과의 난수 출력 성능을 비교하였다. 또한, 미국 NIST와 독일 BSI의 난수발생기 표준 모델과 Quantis의 부합되는 요소와 아닌 요소를 구분하였다. Quantis를 암호학의 용도로 사용하고자할 경우, CMVP 기준에 적합하게 이용하기 위해 Quantis의 출력 데이터를 승인된 의사 난수발생기의 씨드로 사용하여 출력한 난수를 사용하는 것이 적절하다고 판단된다.

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Cite this article
[IEEE Style]
M. Bae, J. Kang and Y. Yeom, "Cryptographic Analysis of the Post-Processing Procedure in the Quantum Random Number Generator Quantis," Journal of The Korea Institute of Information Security and Cryptology, vol. 27, no. 3, pp. 449-458, 2017. DOI: 10.13089/JKIISC.2017.27.3.449.

[ACM Style]
Minyoung Bae, Ju-Sung Kang, and Yongjin Yeom. 2017. Cryptographic Analysis of the Post-Processing Procedure in the Quantum Random Number Generator Quantis. Journal of The Korea Institute of Information Security and Cryptology, 27, 3, (2017), 449-458. DOI: 10.13089/JKIISC.2017.27.3.449.