The Journal of the Korean Institute of Information and Communication Engineering
Analysis of Quantum Circuit Implementation for Cryptographic Algorithms Resistant to Quantum Computing
Seyoung Yoon, Gyeongju Song, Hwajeong Seo
Abstract
양자컴퓨팅 환경에서 안전성을 보장하는 암호 알고리즘에 대한 연구는 최근 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 비밀번호 기반 KDF(Key Derivation Function)인 Bcrypt와 이를 구성하는 Blowfish 블록 암호의 구조, P-array 및 S-box 테이블 업데이트 과정을 분석하고 이를 양자회로로 구현하는 방안을 제시한다. 또한, S-box를 반복적으로 참조하는 Bcrypt 특성상 대규모 qRAM이 필요함을 지적하였으며 다른 KDF인 Scrypt 및 Argon2와 비교함으로써 양자회로 구현의 실현 가능성을 검토하였다. 그 결과, 메모리 접근 방식과 연산 반복도 관점에서 Bcrypt가 상대적으로 많은 큐빗과 깊은 Depth를 요구함을 확인하였으며, 이는 양자컴퓨팅 환경에서도 Bcrypt가 강인한 암호화 알고리즘으로 평가될 수 있음을 시사한다.