A Survey on Post-Quantum Cryptography Hardware Implementation Trends and Analysis

Abstract

최근 양자 컴퓨팅 기술 발전에 따라 Grover 알고리즈 및 Shor 알고리즘과 같은 양자 컴퓨팅 알고리즘에 의해 기존에 사용되고 있는 대칭키 및 공개키 암호의 보안 취약점이 발생한다. 2011년 양자어닐링 기법을 적용한 최초의 128큐비트 양자컴퓨터가 개발된 이후 점차 진보한 양자컴퓨터가 개발되고 있다. 이에 따라 양자컴퓨팅 시대에 대비하여 안전하고 신뢰할 수 있는 양자내성암호(Post-Quantum Cryptography)에 대한 연구가 진행되고 있으며, 미국 NIST에서는 양자내성암호 표준 공모전을 진행하고 있다. 2017년 11월 82종의 양자내성암호가 제출되었으며, 현재 1차 평가가 종료된 후 26종의 암호 알고리즘이 후보로 선정되었다. 향후 내부 평가를 거쳐 약 4종의 표준 알고리즘을 선정할 것으로 기대하고 있다. 현재 양자내성암호 표준 공모전에서는 소프트웨어 구현물에 대한 평가만 진행이 되고 있으며, 효율적인 하드웨어 구현을 위한 다양한 연구도 진행되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 양자내성암호 하드웨어 구현 결과물에 대한 동향 및 성능 평가 결과를 비교 분석하고 향후 연구 방향에 대해 기술하고자 한다.