이 논문은 중국의 2025년 상용 암호 표준(128/256/512비트, 선택적 384비트 보안)에 대응하기 위해 새로운 NTRU 기반 키 캡슐화 메커니즘(KEM) 'DTRU'를 제안한다. 핵심 기여는 이중 E8 인코딩으로, E8 격자에서 16차원 격자 코드를 구성해 낮은 복호 복잡도로 오류 정정 성능을 높였다. DTRU는 다양한 환 구조를 지원해 범용성을 갖췄으며, 저전력 기기 배포를 위해 설계를 단순화했다. C·AVX2·ARM 구현 결과 동일 보안 수준에서 NTRU-HRSS 대비 49~52% 더 작고 최대 15.69배 빠르며, Kyber 대비 7~27% 더 작고 최대 1.32배 빠른 성능을 보였다.
- •이중 E8 인코딩으로 16차원 격자 코드를 구성해 복호 복잡도를 낮췄다.
- •다양한 환 구조(2의 거듭제곱 원분환, 삼원분환, LPPNF)를 지원해 범용성을 확보했다.
- •C, AVX2, ARM 플랫폼별 최적화 구현을 함께 제공한다.
- •NTRU-HRSS 대비 49~52% 더 작고 최대 15.69배 빠르다.
- •Kyber 대비 7~27% 더 작고 최대 1.32배 빠르다.
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DTRU: A Versatile, Compact, Simple, and Robust NTRU KEM with Double $E_8$ Encoding
- 1.DTRU, 중국 2025 상용 암호표준(128/256/512비트) 대응 NTRU 기반 KEM 제안
- 2.이중 E8 인코딩으로 16차원 격자코드 구성, 낮은 복호 복잡도로 오류정정 강화
- 3.NTRU-HRSS 대비 49~52% 더 작고 키교환 3.84~15.69배 빠름
- 4.Kyber 대비도 7~27% 더 작고 1.05~1.32배 빠르며 C/AVX2/ARM 구현 지원
왜 중요한가?
중국의 새 상용 암호 표준 요구사항에 맞춰 설계된 격자 기반 KEM으로, 이미 표준화된 NTRU-HRSS·Kyber보다 작고 빠른 대안을 제시해 저전력 기기 탑재에 유리하다.
이 새로운 NTRU 기반 KEM(Key Encapsulation Mechanism)은 중국의 2025년 암호 표준 요구사항에 대응하여 글로벌 양자 내성 암호화 경쟁에서 주목할 만한 성과입니다. 한국 역시 양자 내성 암호 표준 개발 및 도입에 박차를 가하고 있는 만큼, DTRU와 같은 다용도적이고 견고한 솔루션은 국내 디지털 인프라의 미래 보안 강화에 중요한 고려 대상이 될 것입니다.
본문 미리보기
Responding to China's 2025 call for commercial cryptographic standards mandating 128-bit, 256-bit, and 512-bit security (optional 384-bit), we propose DTRU, a versatile, compact, simple, and robust NTRU-based key encapsulation mechanism (KEM). Our principal design contribution is double $E_8$ encoding, which constructs 16-dimensional lattice codes from $E_8$ with low decoding complexity. We further provide a detailed analysis of decryption-failure probability under this encoding mechanism. D
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