임계 암호화는 블록체인의 암호화된 멤풀 적용 가능성 덕분에 주목받고 있지만, 기존 보안 모델은 공격자가 정적으로 혹은 외부 정보에 따라 적응적으로 참여자를 매수하는 상황만 다룰 뿐, 참여자가 자신만 아는 비밀 정보에 따라 스스로 매수당하기를 '선택'하는 상황은 포착하지 못한다. 예를 들어 순환 위원회 기반 암호화 멤풀에서 공격자가 복호화 조각을 공개하면 보상하는 스마트컨트랙트를 만들면, 참여자는 자신이 다음 위원회에 속하는지 여부 같은 비공개 정보를 근거로 매수에 응할지 결정할 수 있다. 이 논문은 이러한 '내적 동기 매수'와 부분 복호화를 공식적으로 정의하고, 특정 부류의 동기 함수·질의 조건에서는 어떤 임계 암호화 방식도 안전할 수 없음을 증명하며 표준 모델에서 안전 증명된 기존 방식에 대한 실제 공격도 시연했다. 반대로 (쌍선형) 디피-헬만 가정 기반 랜덤 오라클 모델에서 안전한 두 가지 효율적 구성도 제시한다.
- •참여자가 자신의 비밀 정보로 스스로 매수 여부를 결정하는 '내적 동기 매수' 개념을 최초 정식화
- •특정 동기 함수·질의 조건에서는 어떤 임계 암호화 방식도 안전할 수 없음을 증명
- •표준 매수 모델에서 안전 증명된 기존 방식에 대한 실제 내적 동기 공격 시연
- •(쌍선형) 디피-헤만 가정 기반 랜덤 오라클 모델에서 안전한 두 가지 효율적 구성 제시
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Threshold Encryption with Internally Motivated Corruptions
- 1.정적·적응적 부패 모델이 포착하지 못하는 '내재적 동기 부패'(비밀정보 기반 자발적 부패) 개념을 최초 정식화
- 2.암호화 멤풀에서 위원회가 대가를 받고 스스로 복호화 조각을 공개하는 시나리오 등 실제 위협 제시
- 3.일부 동기함수 클래스에서는 어떤 임계암호 스키임도 안전할 수 없음을 증명, 안전 증명된 기존 스키임 대상 실제 공격도 시연
- 4.쌍선형 Diffie-Hellman 가정 기반 랜덤오라클 모델에서 두 종류의 효율적 안전 구성 제시
왜 중요한가?
블록체인 암호화 멤풀 등에서 참여자가 경제적 유인에 따라 자발적으로 정보를 유출할 수 있다는 새로운 위협 모델을 제시해, 기존에 안전 증명된 임계암호 스킴들도 재검토가 필요함을 보여준다.
블록체인 암호화 멤풀에 활용 가능성이 높은 문턱 암호화(Threshold Encryption) 기술은 분산 시스템의 보안을 강화하는 핵심 요소로 주목받고 있습니다. 이 연구는 내부 동기화된 공격에도 강건한 문턱 암호화 방식을 탐구하여 블록체인 시스템의 보안 취약점을 줄이는 데 기여합니다. 한국의 금융권 및 공공 분야에서 블록체인 도입 시 보안은 최우선 고려사항이므로, 이러한 발전은 안전한 블록체인 서비스 구축에 필수적인 토대가 될 것입니다.
본문 미리보기
In recent years, threshold encryption has gained a lot of interest, particularly due to its potential use in encrypted mempools in blockchains. Standard security models allow the adversary to corrupt parties either statically (i.e., fixed at the onset of the game) or adaptively (i.e., via an oracle one-by-one, depending on keys and ciphertexts). In this work, we observe that neither of these models captures the case in which a party decides to become corrupted based on secret information. F
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