CAKAR : 새로운 격자 기반 양자내성암호
CAKAR : A new Cryptographic Algorithm against quantum computing for K-ARmy
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초록
본 논문에서는 양자컴퓨팅 환경에서도 안전한 새로운 격자 기반 암호인CAKAR를 제안한다. 이를 위해, 먼저 퀀텀 랜덤 오라클 모델에서 선택 평문공격에 안전한 공개키 암호로부터 선택 암호문 공격에 안전한 키 캡슐화메커니즘(Key Encapsulation Mechanism)으로의 FO-변환(Fusisaki-Okamoto transform) 과정에서의 공격자 이득(advantage)을 분석한다. 이 분석 결과를바탕으로, 선택 암호문 공격의 공격자 이득을 고려하여 암호 설계에 필요한파라미터 값을 계산한다. 그리고, 계산 결과를 반영하여 MLWE(Module Learning With Errors) 문제에 기반한 선택 평문 공격에 안전한 공개키 암호와선택 암호문 공격에 안전한 키 캡슐화 메커니즘을 설계한다.
Abstract
In this paper, we propose a new lattice-based cryptographic scheme that remains secure even in a quantum computing environment. To this end, we first analyze the advantage of an adversary in the Fujisaki-Okamoto (FO) transformation from CPA(chosen plaintext attack)-secure PKE(public key encryption) to CCA(chosen ciphertext attack)-secure KEM(key encapsulation mechanism) in the quantum random oracle model (QROM). Based on the results of this analysis, we compute appropriate parameter values that take into account the advantage of a CCA adversary. Reflecting these computations, we design CAKAR, a cryptographic scheme consisting of a CPA-secure PKE and a CCA-secure KEM based on the Module Learning With Errors (MLWE) problem