연구진이 NIST 추가 양자내성 서명 공모 3라운드 후보였던 격자 기반 서명 스킴 HAWK를 활용한 다자간 위협 서명 프로토콜 'Kettle'을 제안했다. HAWK는 AI 기반 암호 분석 결과로 보안을 지키려면 차원을 거의 두 배로 늘려야 한다는 사실이 밝혀지며 공모에서 철회됐지만, 연구진은 이 공격의 영향을 받지 않는 HAWK의 숨겨진 장점인 '다자간 계산(MPC) 친화성'에 주목했다. HAWK 서명을 정수 곱셈, 균등 난수 생성 같은 기본 MPC 기능들의 조합으로 일반화해, 이를 구현하는 MPC 프로토콜의 보안 속성을 그대로 물려받는 위협 서명을 얻을 수 있음을 보였다. 그 결과물인 Kettle은 HAWK 규격을 그대로 따르는 서명을 출력하며 임의 수의 참여자로 확장 가능하고, 격자 기반 위협 서명 중 가장 짧은 서명 크기를 유지하면서 기존 방식보다 적은 2 온라인 라운드(전체 약 12라운드)와 참여자당 2kB의 온라인 통신만 필요하다. MP-SPDZ 프레임워크로 구현한 개념 증명도 함께 제공한다.
- •AI 암호분석 감곡으로 NIST 고뭐에서 철회된 HAWK 서명의 숙은 장점인 MPC 지낭성에 주릩
- •HAWK 서명을 범용 MPC 기능의 조합으로 구성해 보안 속성을 승계하는 위협 서명 Kettle 제안
- •격자 기반 위협 서명 중 가장 짧은 서명 크기 유지, 참여자당 온림 통신 2kB에 뻘렴
- •온랔인 라운드 2회(전엲 약 12라운드)로 기존 방식낥 달륨 지연과 통신량
- •MP-SPDZ 프렙워크로 임의 참여자 수·임사지에 대한 개념 증명 제개
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Kettle: Short Post-Quantum Threshold Signatures from the HAWK Signature Scheme
- 1.AI 공격으로 NIST서 철회된 HAWK를 MPC 친화적으로 재해석한 Kettle 프로토콜 제안
- 2.기본 MPC 기능요소 조합으로 HAWK 서명 생성, 임의 참여자 수로 확장 가능
- 3.UC보안 문턱서명으로 온라인 2라운드·참여자당 2kB 통신, 기존보다 낮은 비용 달성
- 4.MP-SPDZ로 개념증명 구현, 임의 참여자·문턱값·보안속성 조합서 동작 확인
왜 중요한가?
탈락한 HAWK 스킴을 공격과 무관한 MPC 친화성으로 재활용해 격자기반 문턱서명 중 가장 짧은 서명 크기를 구현했다.
HAWK 기반의 '케틀(Kettle)'은 양자 컴퓨터 시대에 대비한 짧은 임계 서명 방식으로, 미래 디지털 보안 인프라 구축에 중요한 의미를 가집니다. AI 기반 암호 분석의 위협이 있었던 HAWK를 기반으로 한 점은 양자 저항 암호 기술의 역동적인 발전과 동시에 지속적인 보안 검증의 중요성을 한국 시장에 알립니다.
본문 미리보기
HAWK is a lattice-based hash-and-sign signature scheme that was a third round candidate in the NIST additional call for post-quantum signatures. It has short signatures and keys, as well as fast and portable signing and verification. However, in response to a highly-publicized AI-driven cryptanalytic result that reduced its security (roughly doubling the required dimension to achieve a given security level), the authors de- cided to withdraw from the competition. The need to increase par
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