우리 대학 암호 및 보안공학연구실(CSE, 지도교수: 서석충) 소속 김영범 박사과정생(사이버보안학과)이 반도체 설계자동화 분야 최고권위 학술대회인 IEEE/ACM International Conference on Computer-Aided Design (ICCAD 2026, BK21 플러스 선정 우수학술대회)에 양자내성암호(PQC) 하드웨어 보안 논문 "CMALU: Compact Fault-Tolerant Modular Arithmetic Logic Unit for Post-Quantum Cryptography"가 채택되었다. 해당 논문은 ICCAD 2026에서 발표될 예정이다.

본 연구는 양자내성암호가 실제 하드웨어로 구현되어 보급되는 단계에 접어들면서, 알고리즘 자체의 안전성과는 별개로 구현체를 겨냥한 물리적 공격이 새로운 위협으로 부상하고 있다는 문제의식에서 출발하였다. 특히 공격자가 전압 글리치나 레이저 등을 이용해 연산 과정에 의도적인 오류를 주입하는 오류 주입(fault injection) 공격은, 양자내성암호 연산의 핵심인 모듈러 산술 유닛에서 단 한 번의 오류만으로도 비밀키 복원으로 이어질 수 있다. 따라서 실환경 적용을 위해서는 하드웨어 수준의 대응이 필수적이다.

이러한 연구 방향성을 바탕으로, 해당 논문에서는 연산 중복 수행이나 별도 검증 회로 추가에 의존하던 기존 대응 기법이 자원이 제한된 환경에 적용하기 어려웠던 한계를 지적하고, 이를 해결하는 경량 내결함성 모듈러 연산 유닛(CMALU) 구조를 제안하였다. 제안 구조는 ALU 데이터패스 자체를 오류 검출이 가능한 형태로 재구성함으로써, 면적과 성능 손실을 최소화하면서 오류 주입 공격에 대한 내성을 확보하였으며, 이를 통해 자원이 제한된 환경의 양자내성암호 하드웨어에도 실질적으로 적용 가능한 내결함성 설계 방향을 제시하였다.

본 연구는 영국 퀸즈대학교 벨파스트(Queen's University Belfast)의 Centre for Secure Information Technologies 연구진 및 미국 아이다호대학교(University of Idaho) 연구진과의 국제 공동연구를 통해 수행되었으며, 김영범 박사과정생이 제1저자로, 서석충 교수가 교신저자로 참여하였다.

서석충 교수가 이끄는 우리 대학 암호 및 보안공학연구실(CSE)은 SW 및 HW 환경에서의 PQC 최적화 및 보안 프로토콜 마이그레이션을 핵심 연구 분야로 삼아 활발한 연구를 이어가고 있으며, 앞으로도 양자내성암호의 실용화를 위한 구현 및 실증 연구를 지속적으로 확대해 나갈 계획이다.