본 논문에서는 TEA, XTEA 및 XXTEA 암호 알고리즘을 통합한 병합 TEA 블록 암호 프로세서를 설계한다. TEA 암호 알고리즘이 처음 설계된 이후, 보안 결함을 보완하기 위해 XTEA와 XXTEA 암호 알고리즘이 설계되었다. 3가지 유형의 암호 알고리즘은 128비트의 매스터 키를 사용하며, 설계된 암호 프로세서는 TEA와 XTEA 암호 알고리즘은 64비트 단위로, XXTEA 암호 알고리즘은 32비트의 배수로 최대 256비트까지 가변 길이 메시지 블록에 대한 암·복호화를 수행하도록 구현하였다. 64비트 메시지 블록에 대한 최대 처리율은 137Mbps이며, 256비트 메시지에 대한 최대 처리율은 369Mbps이다. 본 논문에서 설계된 병합 TEA 블록 암호 IP는 경량 암호인 LEA 암호와 비교하여 면적 측면에서는 16%의 이득이 있다. 본 논문에서 설계된 암호 프로세서 IP는 스마트 카드, 인터넷뱅킹, 전자상거래 등과 같은 모바일 분야의 보안 모듈로 응용이 가능할 것으로 사료된다.
Grover 양자 알고리즘은 brute-force attack 가속화로 대칭키 암호의 보안 강도를 크게 감소시키므로 기존 블록 암호가 양자 컴퓨터에 안전하지 않을 것이라 예상한다. 따라서 대상 암호에 대한 양자회로 구현을 통해 Post-quantum 보안 강도를 확인하여 대규모 양자 컴퓨터 시대에 대비할 수 있다. 본 논문에서는 모든 SIMECK 경량 암호군에 대해 양자 자원(큐비트, 양자 게이트)을 최소화 한 기법으로 설계된 최적의 양자회로 구현 결과를 제시하고 각 함수별 양자 회로 동작을 설명한다. 마지막으로 제안된 SIMECK 양자회로에 대한 양자자원 추정 결과를 SIMON 양자 회로 결과와 비교하고 Grover 공격 비용을 계산하여 SIMECK 경량암호의 Post-quantum 보안 강도를 평가한다. Post-quantum 보안 강도 평가 결과 모든 SIMECK 경량 암호군이 NIST 보안 강도에 도달하지 못했다. 따라서 대규모 양자 컴퓨터 등장 시 SIMECK 암호의 안전성이 불명확하다고 예상하며 이에 대해 본 논문에서는 보안 강도를 높이기 위한 방안으로 블록사이즈 및 라운드 수와 키 길이를 증가시키는 것이 적합하다고 판단한다.
컴퓨터의 성능 향상과 소형화, 그리고 무선 통신 기술의 향상으로 인하여 많은 고품질 서비스들이 등장하고 있다. 그 중 화상회의, 동영상 스트림, 인터넷 TV 등의 인터넷 멀티미디어 서비스의 증가로 인하여 멀티캐스트 서비스가 많은 주목을 받고 있다. 또 이러한 모바일 멀티캐스트 서비스를 이용하는데 안전성은 매우 중요한 요소이다. 본 논문에서 계층적 마이크로 모빌리티 환경에서 안전한 멀티캐스트 프로토콜을 이용 할 수 있는 보안 기능을 제안하였다. 안전한 멀티캐스트 프로토콜은 대칭키/비대칭키 암호화 알고리즘과 케이퍼빌리티를 이용하여 인증, 접근제어, 비밀성, 무결성 등의 보안 서비스를 제공한다. 순방향/역방향 비밀성과 확장성을 제공하기 위하여 계층적 마이크로 모빌리티 환경에 맞는 서브그룹키를 사용하였다. 이러한 보안기능은 불법적 모바일 노드에 의해 멀티캐스트 서비스에 수행되는 모든 유형의 공격을 방지할 수 있다. 그리고 내부의 불법 노드에 의한 공격의 경우 패킷 삭제와 네트워크 자원의 낭비를 유발하는 공격을 제외하고 모든 공격을 방지할 수 있다. 제안한 안전한 멀티캐스트 프로토콜의 성능을 시뮬레이션을 이용하여 측정하였고 결과로 보안 기능의 추가로 인한 부하가 크지 않다는 것을 보여줬다.
TCP/Ip 기반하의네트워크 사용으로 많은 사용자들은 서로 정보를 공유하고 자원을 효율적으로 이용할 수 있게 되었다. 그러나 복잡해진 망 구조를 효율적으로 관리할 수 있는 프로토콜이 필요하게 되었다. 1989년 분산된 네트워크의 망 관리를 위하여 SNMP(Simple Network Management Protocol)가 표준으로 채택되었고 그후 보안 기능이 추가된 SNMPv2에서 제공하는암호화 방식은 대칭형 암호화 방식인 DES(Data Encryption Standard)와 인증 (Authentication)을 위한 MD5(Message Digest 5) 해쉬 함수이다. 그러나 DES는 키 길이의 취약성과 암호화 및 인증 알고리즘이 분리되어 수행되는 단범을 가진다. 이를 해결할 수 있는 방안으로 본 논문의 보안모듈에서는 RSA 공개키 방식을 사용한다. 본 논문은 SNMP와 관련된 사항들에 대해 고찰한 후, 표준 SNMPv3에서 제안하는 암호화 알고리즘 DES와 인증을 위한 MD5방식과 더불어 암호화와 인증을 동시에 수행할 수 있는 공개키 방식인 RSA를 적용함으로써 보안성을 강화하였다. 제안한 SNMPv3의 보안 모듈은 JAVA 언어로 구현하였으며 Windows NT 환경에서 실험되고 분석되었다.
최근 타원곡선 상에서의 페어링은 ID 기반의 암호/서명/인증/키공유 기법, 등 다양한 적용되고 있으며 효율적인 계산을 위하여 GF($P^n$) (P = 2, 3) 상에서 정의되는 $Eta_T$ 페어링 알고리즘이 개발되었다. 하지만 $Eta_T$ 페어링 알고리즘의 대칭적인 연산 구조 때문에 Tate, Ate 페어링과 비교하여 부채널 분석에 취약하다. $Eta_T$ 페어링 알고리즘의 부채널 분석에 대한 안전성을 위하여 다양한 대응 방법들이 제안되었다. 특히, 2008년에 Masaaki Shirase 외가 제안한 랜덤값 덧셈 (Random value addition: RVA)을 이용한 대응방법의 경우에는 효율성 측면에서는 뛰어나지만 안전성 측면에서는 취약점이 있다. 본 논문에서는 $Eta_T$ 페어링 알고리즘에서 제안된 RVA기반의 부채널 대응방법의 취약성에 대하여 실제 구현 관점에서 면밀히 분석한다.
최근 네트워크 및 통신 기술의 발달로 4세대 무선이동통신은 사용자가 급격하게 늘어나고 있다. 하지만 이와 동시에 통신 데이터 및 프라이버시에 대한 외부 공격 또한 증가하고 있는 실정이다. 따라서 안전한 통신에 대한 고려는 성공적인 4세대 이동통신을 위해서 매우 중요한 사항이라고 할 수 있다. 본 논문에서는 4세대 LTE 이동통신 환경에서 통신 기기의 위치 정보를 탐지함으로써 사용자의 위치 프라이버시를 침해하는 공격모델을 제시한다. 그리고 이를 해결하기 위한 개선된 LTE 프로토콜을 제시한다. 제안하는 기법은 연산량이 적은 대칭키 암호화 알고리즘을 이용함으로써 위치정보에 대한 구별가능성을 제거함으로써 프로토콜의 효율성과 안전성을 보장할 수 있다. 또한 위치 프라이버시 보호 측면에서 제안기법의 안전성은 ProVerif 툴을 이용하여 검증하였다.
모바일 단말기와 RFID(Radio Frequency Identification)통신 기능을 결합한 모바일 RFID는 객체에 대한 정보 확인 및 관련 응용 서비스를 쉽게 이용할 수 있는 기술이다. 모바일 RFID는 기존 RFID와 마찬가지로 보안 기능이 취약해 많은 보안적 위협에 노출되어있다. 본 논문에서는 통신에 참여하는 각 요소들이 생성한 임의의 난수와 대칭키 암호화 알고리즘 OTP(One time Password)를 이용하여 보다 강력한 보안성을 갖는 상호인증 프로토콜을 제안한다. 제안한 프로토콜은 매 인증시 메시지가 변경되기 때문에 기존 프로토콜과 비교하여 스푸핑 공격 및 재전송 공격 등에 안전하다.
최근 대용량 의료정보의 이차적인 활용에 대한 관심과 함께 의료정보 내의 개인정보에 대한 프라이버시 침해 문제에 대한 관심 또한 대두되고 있다. 대용량 의료정보의 경우 질병 연구, 예방 등 다양한 분야에서 활용될 수 있는 매우 유용한 정보이다. 이러한 대용량 의료정보의 경우 환자, 의료인 등에 대한 개인정보를 포함하고 있기 때문에 개인정보보호법과 같은 프라이버시 관련 법률에 저촉되어 활용에 많은 제한이 존재한다. 현재까지 k-익명성, l-다양성, 디퍼렌셜 프라이버시 등 의료정보 내의 개인정보를 보호하면서 대용량 의료정보의 이차적인 활용을 가능하게 하는 다양한 방법들이 개발되어 활용되어오고 있다. 본 논문에서는 지금까지 개발된 다양한 방법들 중 디퍼렌셜 프라이버시의 처리 절차에 대해 알아보고 라플라스 노이즈를 사용하는 디퍼렌셜 프라이버시가 가지고 있는 문제점들에 대해 알아본다. 또한 AES와 같은 대칭키 암호화 알고리즘과 Shamir의 비밀 분산 기법을 이용하여 이에 대한 해결책을 새롭게 제안한다.
정보보호 및 암호기술은 If산업과 더불어 매우 많은 발전을 이룩하였지만 실시간 처리 및 비화성 유지 등은 아직도 해결해야 하는 문제점이다. 그러므로 본 논문에서는 표준화된 AES인 Rijndael에 대하여 비도 증가 및 처리율 증가를 위한 새로운 PRN-SEED 암호알고리즘을 제안하였으며 Rijndael 및 다른 AES와 비교하여 성능분석을 수행하였다. PRN-SEED 암호알고리즘의 구현은 Synopsys Design Analyser Ver. 1999. 10과 삼성 KG75 library 그리고 Synopsys VHDL Debegger를 사용하였다. 모의실험 결과, 대칭형 암호시스템인 DES는 동작주파수가 4MHz일 경우 416Mbps의 처리율을 가지며 Rijndael 암호시스템은 동작주파수가 50MHz일 경우 612Mbps의 처리율을 가진다. PRN-SEED 암호시스템의 전체 게이트 수는 10K이며 동작주파수가 40MHz일 때 128 비트에 대한 처리율은 430Mbps, 50MHz일 때 128비트에 대한 처리율은 630Mbps였다.
인증서는 사용자의 신원확인 및 위 변조 방지, 부인방지 등의 기능을 수행하여 사용자를 증명할 수 있는 수단이 된다. 대부분의 사람들이 인터넷뱅킹을 이용한 업무를 수행할 때 공인인증서를 사용하며, 인터넷뱅킹 외에도 각종 증명서 발급, 전자 결제 등에서도 신원을 입증하는 용도로 많이 사용되고 있다. 이때 발급받은 인증서는 디스크 상에 파일 형태로 존재하며, 만약 새로운 디바이스에서 인증서를 사용하기 위해서는 기존의 디바이스에서 발급받은 인증서를 복사해야 사용이 가능하다. 하지만 대부분의 인증서 복사 방법은 8~16자리의 인증번호를 입력하여 복사하는 방법이며, 이는 인증번호를 입력해야 되는 번거로움이 있고, 보안에 취약하다는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위해 본 논문에서는 TCP와 BLE를 사용하는 다중 채널에서의 보안강화 인증서 복사 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 1) BLE Advertising data를 이용하여 상호간에 인증 가능한 데이터를 공유하고, 2) ECC기반 전자서명 알고리즘을 통해 디바이스 인증 후 대칭키 알고리즘으로 인증서를 암호화하여 전달한다. 제안하는 방법을 모바일 환경에서 구현한 결과 기존방법의 보안취약영역인 스니핑 공격에 대한 방어가 가능하며, 무작위 대입 공격을 통한 복호화 시도 시 기존의 방법보다 약 $10^{41}$배 정도의 보안강도를 높일 수 있음을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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