국민대학교 암호 및 보안공학연구실(지도교수 서석충) 이재석 (석사과정), 신동현·김영범 (박사과정) 및 서석충 교수가 공동 연구한 논문 “A Crypto-Agile Mixed-Radix NTT Accelerator for Negacyclic and Trinomial Rings”가 암호 구현 분야 최고 권위 학술지인 IACR Transactions on Cryptographic Hardware and Embedded Systems(TCHES) 2027 Issue 1에 게재가 확정됐다. 이는 연구팀이 2025년 양자내성암호 전환 기술 공모전에서 대상을 수상한 데 이어 거둔 연구 성과다.

이번 연구는 양자내성암호의 소프트웨어와 하드웨어 구현 기술 사이에 존재하는 간극을 해소하기 위해 추진됐다. 소프트웨어에서는 다양한 다항식 구조에 대응하는 고속 연산 기법이 연구되어 왔으나, 기존 하드웨어 연구는 주로 Radix-2 기반의 연산 구조에 집중되어 있어 서로 다른 격자 기반 암호를 하나의 하드웨어에서 효율적으로 처리하기 어려웠다.

연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 세계 최초로 Radix-2, Radix-3 및 Trinomial 기반의 정수론적 변환(NTT)과 역변환(INTT)을 하나의 연산 구조로 통합한 Mixed-Radix NTT 가속기를 제안했다. 이를 위해 서로 다른 암호 알고리즘의 연산 회로와 메모리를 공유하는 구조를 설계하고 FPGA에서 동작을 검증했다. 특히 미국 국립표준기술연구소(NIST)의 ML-KEM, ML-DSA와 국내 양자내성암호 공모전(KpqC)의 HAETAE, SMAUG-T, NTRU+ 등 서로 다른 격자 기반 알고리즘의 핵심 연산을 통합 지원함으로써, 암호 표준이나 알고리즘의 변화에 유연하게 대응하는 암호 민첩성(Crypto-Agility)을 하드웨어 수준에서 구현했다.

한편, 국민대학교 암호 및 보안공학연구실은 TCHES 2026 Issue 2에 2편, Issue 4에 1편, 2027 Issue 1에 2편 등 총 5편의 논문 게재 및 게재 확정 성과를 거뒀다. 특히 GPU 기반 암호 연산 고속화, 초경량 임베디드 환경에서의 양자내성암호 최적화, FPGA 기반 통합 하드웨어 가속기 설계에 이르기까지 다양한 컴퓨팅 환경에서 세계적 수준의 연구 성과를 달성했다. 이는 소프트웨어와 하드웨어를 아우르는 연구실의 폭넓은 암호 구현 역량을 보여주는 성과로, 향후 국가 양자내성암호 전환과 국내 암호 기술의 국제 경쟁력 강화에 기여할 것으로 기대된다.