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최근 소식들

  1. April 2025

    I am giving an Invited Talk about HAETAE and SMAUG-T, the KpqC Selected Algorithms, at 2025 KMS Spring Meeting in April.

    2025 대한수학회 봄 연구발표회에 초청 받아 HAETAE와 SMAUG-T에 관한 초청강연 발표를 하였습니다.

  2. Mar. 2025

    A paper introducing homomorphic LookUp Table evaluation is accepted to Journal of the Korean Mathematical Society.

    동형 LookUp Table을 구현한 논문이 대한수학회지 (Journal of KMS)에 accept되었습니다.

  3. Jan. 2025

    HAETAE digital signature scheme and SMAUG-T KEM scheme are selected as final winners of the KpqC competition.

    HAETAE 전자서명 스킴과 SMAUG-T KEM 스킴이 KpqC 공모전 최종 우승 알고리즘으로 선정되었습니다.

  4. July 2024

    The paper "Attacks Against the IND-CPAD Security of Exact FHE" is accepted to ACM CCS 2024. I am attending CCS, Salt Lake City, US and presenting at the Doctoral Symposium (Mid Oct. 2024).

    논문 "Attacks Against the IND-CPAD Security of Exact FHE"이 암호/보안 분야 국제 학회인 ACM CCS 2024에 accept 되었습니다. 미국 솔트 레이크 시티에서 열리는 ACM CCS 2024 학회에 참석하며, Doctoral Symposium에서 발표할 예정입니다 (10월 중순 경).

Research Interests

관심있는 연구주제

  1. Homomorphic Encryption

    동형암호

    Cloud computing enables complex operations that clients with limited resources cannot compute alone. But is it safe? Wouldn't cloud providers use your data for other purposes? While general encryption only securely stores your data, Homorphic Encryption (HE) enables computation on encrypted data. HE enables cloud computing while ensuring data privacy. I am interested in broad topics in HE, e.g., security notions, accelerations, applications, and extensions to the threshold/multi-party setting.

    클라우드 컴퓨팅은 컴퓨팅 리소스가 제한된 일반 사용자가 직접 계산할 수 없는 복잡한 작업을 가능하게 합니다. 하지만 과연 이것이 안전할까요? 클라우드 제공자가 당신의 정보를 다른 목적으로 사용하지는 않을까요? 일반적인 암호는 데이터를 안전하게 저장하는 기능만을 가지고 있는 반면에, 동형암호로 암호화된 데이터에는 연산을 적용할 수 있습니다. 동형암호는 데이터를 안전하게 보호하면서 클라우드 컴퓨팅을 가능하게 합니다. 저는 다양한 면에서 동형암호를 연구하고 있습니다: 안전성, 가속, 응용, 그리고 다자간의 연산이 가능한 동형암호에 관심이 있습니다.

  2. Post-Quantum Cryptography

    양자내성암호

    Will cryptosystems still be secure in the future when quantum computers are commercialized? The security of most modern cryptosystems is guaranteed by its base hard problems. However, most of the hard problems currently in use can be easily solved by quantum computers. Post-Quantum (or quantum-resistant) cryptography designs cryptosystems using hard problems that are difficult to solve even with quantum computers. I am particularly interested in cryptosystems based on lattice problems.

    양자 컴퓨터가 상용화되는 미래에도 암호 시스템은 여전히 안전할까요? 대부분의 현대 암호 시스템의 보안은 기반하고 있는 어려운 난제로부터 보장됩니다. 하지만, 현재 사용되고 있는 대부분의 난제는 양자 컴퓨터로 쉽게 해결될 수 있습니다. 양자내성암호는 양자 컴퓨터로도 해결하기 어려운 난제를 기반으로 암호 시스템을 설계합니다. 저는 특히 격자 난제에 기반한 암호 시스템을 연구하고 있습니다.

Selected Publications & Projects

대표업적

Grafting-

Grafting: Decoupled Scale Factors and Modulus in RNS-CKKS,

with Jung Hee Cheon, Minsik Kang, Jaehyung Kim, Seonghak Kim, Johannes Mono, and Taeyeong Noh,

Eprint Archive 2024.

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In this paper, we revisit the arithmetic structure of CKKS FHE scheme and introduce Grafting, a technique that decouples the scale factor from the modulus. This enables optimized RNS packing and flexible rescaling, while reducing public key sizes and execution time. Our latest experiments show 1.92× faster bootstrapping, 1.89× faster Bit-CKKS bootstrspping, and 62% smaller public keys.

This work is part of my doctoral dissertation.

이 논문에서는 CKKS FHE 스킴의 기초 산술 구조를 재설계하는 Grafting이라는 기법을 소개합니다. 이 기법은 스케일 팩터와 암호문 모듈러스를 분리해, RNS 패킹 최적화와 유연한 rescaling을 가능하게 하며, 공개 키 크기와 동형 연산 실행 시간까지도 줄여줍니다. 가장 최근 업데이트된 실험 결과에서, 부트스트래핑 속도는 1.92배 빨라졌고, Bit-CKKS의 이진 게이트 부트스트래핑은 1.89배 향상되었으며, 공개 키 크기는 62% 감소했습니다.

이 연구는 제 박사학위논문에도 수록되어 있습니다.

IND-CPAD Attacks-

Attacks Against the IND-CPAD Security of Exact FHE,

with Jung Hee Cheon, Alain Passelègue, Damien Stehlé, and Elias Suvanto,

ACM CCS 2024.

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In this paper, we address the IND-CPAD insecurity of exact FHE schemes, which was previously believed to apply only to approximate FHEs. We identify vulnerabilities arising from non-negligible incorrectness, where the probability of incorrect evaluation is not exponentially small. Our attacks efficiently recover secret keys from BFV/BGV, DM/CGGI, and the exact variant of CKKS, exposing vulnerabilities in current parameter choices.

This paper received the Grand prize at the Korean National Cryptography Contest in 2024.

이 논문은 Exact FHE 스킴들의 IND-CPAD 안전성에 대해 다루며, 기존에는 Approximate FHE 스킴에만 적용된다고 여겨졌던 IND-CPAD 공격을 Exact FHE 스킴에도 적용한 연구입니다. 우리는 스킴의 정확성, 특히 non-negligible한 부정확성이 안전성을 심각하게 위협한다는 점을 발견하였으며, 실제로 BFV/BGV, DM/CGGI, Exact CKKS 스킴에서 작은 파라미터들을 바탕으로, 비밀 키를 효율적으로 복구하는 공격을 구현하였습니다. 이러한 취약점은 실제 쓰이는 파라미터로도 자연스럽게 확장되며, 지수적으로 작은 부정확도를 보장하는 파라미터를 사용함으로써 해결될 수 있습니다.

이 논문은 2024년 한국국가암호공모전에서 대상을 수상하였습니다.

Korean PQC Standards-

HAETAE and SMAUG-T,

Final Winners of KpqC Standardization Competition.

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After 3 years of tremendous efforts—public evaluations, numerous improvements, and security validations—HAETAE and SMAUG-T were selected as the final winners of the KpqC Competition in January 2025. The competition aims to select Quantum-secure Digital Signatures and KEM candidates for Korean Standards, similar to NIST's PQC standardization process. As a main contributor to both schemes, I am truly proud of the progress we've made.

The selected schemes will, in the near future, become part of the Korean Standard (KS).

지난 2021년 11월부터 시작된 한국양자내성암호 공모에서 약 3년 간의 공개적인 평가, 알고리즘 및 구현의 수정과 개선, 안전성 검증 등을 거쳐 2025년 1월, 제가 제출한 HAETAE와 SMAUG-T 알고리즘이 최종 우승자로 선정되었습니다. 이 공모는 NIST의 PQC 표준화 과정과 유사하게, 한국 양자내성암호 표준 제정을 위한 전자서명 (Digital Signatures) 및 키 캡슐화 메커니즘 (KEM) 알고리즘을 선정하는 것을 목표로 진행되었습니다.

선정된 스킴들은 한국 표준 (KS) 양자내성암호 알고리즘이 될 예정입니다.