한국암호포럼에서 개최한 ‘2022 국가암호공모전’에서 이현범(수학과 석·박사통합 과정) 씨가 대상을 받았다. 동시에 해당 논문은 암호 학계 3대 콘퍼런스인 ‘아시아크립트(Asiacrypt)’에 채택이 됐다.

이 씨는 “오랜 기간 진행된 연구가 노력의 결실을 맺게 돼 뜻깊고 기분이 좋다”며 “연구에 공동으로 참여하신 서재홍 교수님과 서울여대 김성욱 교수님을 비롯해 직간접적으로 도움을 준 모든 사람에게 감사하다는 말을 전하고 싶다”고 수상 소감을 밝혔다.

국가토토사이트 사고 팔고공모전은 2005년부터 국가 토토사이트 사고 팔고 기술 역량 강화와 관련 인재 양성을 위해 국가정보원의 후원하에 매년 개최되고 있다. 특히 공모전에서 수상한 논문은 아시아크립트 외에도 유로크립트(Eurocrypt) 등 세계적 토토사이트 사고 팔고 학회에서도 다수 인정 받았다. 본 공모전은 토토사이트 사고 팔고 이론 분야인 토토사이트 사고 팔고 원천기술 부문과 토토사이트 사고 팔고 활용 분야인 토토사이트 사고 팔고 기술 응용 및 활용 부문으로 세분돼있다.

이 씨는 암호 원천 기술 부문에 ‘Efficient Zero-Knowledge Arguments in Discrete Logarithm Setting: Sublogarithmic Proof or Sublinear Verifier’라는 제목으로 논문을 발표해 대상이라는 성과를 거뒀다. 해당 논문은 신뢰 가정이 필요 없는 이산로그 기반의 효율적 검증이 가능한 '영지식 증명'을 다룬다.

영지식 증명은 암호화폐에서 사용자 및 정보거래에 대한 익명성을 제공해 거래 과정에서 정보가 유출될 수 있는 가능성을 예방한다. 정보 유출 없이 해당 정보가 특정 조건을 만족한다는 것을 보이는 기술로, 증명자와 검증자 사이의 프로토콜(protocol, 한 장치와 다른 장치 사이에서 데이터를 원활히 주고받기 위해 약속한 규약)로도 설명할 수 있다. 즉, 영지식 증명은 주민등록번호와 같은 민감한 개인 정보를 직접 전달하지 않고도 자기 자신이 해당 정보를 알고 있다는 사실만 전달하는 기능을 한다. 본 증명에는 효율성을 높이는 대신 신뢰자가 필요한 모델과 반대로 신뢰자가 별도로 요구되지 않는 모델이 있는데, 최근에는 다양한 응용환경을 위해 후자에 대한 연구가 활발히 이뤄지는 중이다.

이 씨가 연구한 이산로그 기반의 영지식 증명은 증명에 필요한 통신량이 적다는 장점이 있다. 반면 검증자의 많은 연산이 요구된다는 고질적인 단점이 존재한다. 그는 “기존에는 해당 단점을 해결하기 위해 암호학적 도구 중 하나인 페어링(pairing)을 사용해 왔으나, 본 방법은 더욱 높은 수준의 암호학적 가정을 요구한다”며 “이번 논문에서는 이러한 번거로움을 피하기 위해 페어링을 사용하지 않고도 효율적인 검증이 가능한 증명 시스템을 최초로 설계했다”고 답했다.

이 씨는 현재 정보통신기획평가원(IITP)에서 주관하는 글로벌 핵심 인재 양성지원 사업을 통해 미국 노트르담대(University of Notre Dame)에 파견돼있다. 그는 정태호 교수 연구실에서 블록체인(가상화폐 거래 시 발생할 수 있는 해킹을 막기 위한 기술)과 프라이버시 관련 공동 연구를 수행 중이다. 이 씨는 “블록체인의 효율성을 위해 고안된 다중 계층 블록체인에 프라이버시 보호 기능을 제공할 수 있도록 영지식 증명을 적용하고 응용하는 연구를 진행하고 있다”고 말했다.

한국과 미국에서 다양한 성과와 열정을 보여주고 있는 이 씨의 연구 과정이 순탄한 것만은 아니었다. 특히 그는 논문의 게재를 거절당했던 때를 힘들었던 순간으로 꼽았다. 대상이라는 결과를 일궈낸 이번 논문 역시 5번의 학회 투고 끝에 인정받은 결과물이다. 이 씨는 “논문이 거절당하는 것은 연구자에게 종종 있는 일이긴 하지만, 논문이 계속 거절당할수록 결과를 인정 받지 못한다는 느낌이 들어 위축되곤 했다”며 “포기하지 않고 지속적으로 재투고하는 과정에서 연구 결과만큼 중요한 것이 연구 결과를 독자에게 잘 전달하는 능력임을 깨달았다”며 논문 수정 과정이 부족한 부분을 채울 수 있는 기회가 됐다고 답했다.

이번 논문에서 영지식 증명 기법 자체에 초점을 맞춰 연구를 진행한 이 씨는 추후에 영지식 증명 기법이 일상 생활에 활용될 수 있도록 연구하고 싶다는 포부를 밝혔다. 뿐만 아니라, 단기적으로 그는 미국에서 진행 중인 블록체인 프라이버시 연구를 통해 얻은 결과를 블록체인 관련 학회에 투고하는 것을 목표로 삼고 있다. 미국 파견을 마치고 한국에 귀국한 후의 장기적 계획에 대해서는 “주도적으로 연구실 후배들과 함께 영지식 증명 관련 연구를 하고 싶다”며 “C&A Lab(Cryptology and Algorithm Lab)이 생긴 이래로 학생이 암호 관련 국제 학회에서 성과를 거둔 것은 처음인데, 앞으로 연구실 이름에 걸맞게 많은 학생이 다양한 무대에서 성과를 냈으면 좋겠다”고 덧붙였다.