• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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• v.29 no.4
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• pp.709-718
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• 2019

A lightweight block cipher CHAM designed for suitability in resource-constrained environment has reasonable security level and high computational performance. Since this cipher may contain intrinsic weakness on side channel attack, it should adopt a countermeasure such as masking method. In this paper, we implement the masked CHAM cipher on 32-bit microprosessor Cortex-M3 platform to resist against side channel attack and analyze their computational performance. Based on the shortcoming of having many round functions, we apply reduced masking method to the implementation of CHAM cipher. As a result, we show that the CHAM-128/128 algorithm applied reduced masking technique requires additional operations about four times.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2021.05a
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• pp.171-174
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• 2021

최근 사물인터넷(IoT) 환경에서 다양한 장비의 인터넷 통신이 가능하여 이에 적절한 경량 블록 암호 알고리즘에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. ICISC 2020에서 새로 발표된 국산 경량 블록 암호 알고리즘인 PIPO는 새로운 경량 S-Box를 조합한 unbalanced-Bridge 구조로 효율적인 비트슬라이싱 구현을 제공한다. IoT 환경에 PIPO가 적용되기 위해서는 부채널 분석에 대한 안전성이 보장되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 PIPO가 1차 CPA 공격에 취약함을 확인한다. 그리고 부채널 공격에 대응하기 위해 1차 마스킹 기법을 제안한다. 제안한 마스킹 기법은 1차 CPA 공격에 안전하였으며, 마스킹 적용 전보다 -375%의 성능을 보였다. 그리고 기존 기법보다 1287% 속도가 빨라진 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2020.05a
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• pp.169-172
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• 2020

비프로파일링 부채널 분석은 프로파일링 장비가 없는 환경에서 부채널 정보를 이용해 비밀정보를 분석하는 방법이다. 기존에 알려진 Timon의 비프로파일링 분석은 학습 데이터 집합만을 이용해 공격하므로 전력 파형의 수가 제한된다면 과적합이 발생하여 키 분석 성능이 떨어질 수 있다. 본 논문에서는 비프로파일링 환경에서의 딥러닝 기반 부채널 분석 성능을 향상시키기 위해 학습 데이터 집합과 독립적인 검증 데이터 집합을 활용해야 하는 실증적 근거를 제시한다. 이에 대한 실험으로 기존 기법과 제시한 기법의 성능을 비교해 봤을 때, 검증 데이터를 활용하면 더 적은 데이터로 비밀키 추출이 가능함을 보인다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2019.10a
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• pp.449-452
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• 2019

초 경량암호 CHAM은 자원이 제한된 장치 상에서 효율성이 뛰어난 덧셈, 회전연산, 그리고 XOR 연산으로 이루어진 알고리즘이다. CHAM은 특히 사물인터넷 플랫폼에서 높은 연산 성능을 보인다. 하지만 사물 인터넷 상에서 사용되는 경량 블록 암호화 알고리즘은 부채널 분석에 취약할 수 있다. 본 논문에서는 CHAM에 대한 1차 전력 분석 공격을 시도하여 부채널 공격에 대한 취약성을 증명한다. 이와 더불어 해당 공격을 안전하게 방어할 수 있도록 마스킹 기법을 적용하여 안전한 알고리즘을 제안한다.

• Review of KIISC
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• v.22 no.8
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• pp.54-60
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• 2012

기존 마그네틱 카드의 보안성을 강화하기 위해 집적회로칩이 부착된 IC카드의 사용이 날로 증가하고 있으나 IC카드에 대한 보안 위협 또한 발생하고 있는 실정이다. 그 중에서도 암호화에 사용된 키를 찾기 위해서 암호 알고리즘의 이론적인 취약점이 아닌 암호화 과정에서 누설되는 수행시간, 소비전력, 전자기 방사 등을 이용하는 물리적 공격 방법인 부채널분석 공격이 대표적인 보안 위협이다. 본 논문에서는 부채널분석 공격 기법을 구현한 국내 외 시험 도구의 차이점 및 시험방법의 유효성을 확인하기 위해, 각 도구별 시험 결과를 전력분석 관점에서 비교 분석해 보았다. 시험 결과, 각 도구별 특징을 파악할 수 있었고, 시험 도구의 동작 방식에 다소 차이가 있으나 모두 동일한 결과를 도출해 낼 수 있었다.

• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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• v.17 no.5
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• pp.55-63
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• 2007

This paper has investigated the susceptibility of an FPGA implementation of a block cipher against side channel analysis attacks. We have performed DPA attacks and DEMA attacks (in the nea. and far field) on an FPGA implementation of ARIA which has been implemented into two architectures of S-box. Although the number of needed traces for a successful attack is increased when compared with existing results on smart cards, we have shown that ARIA without countermeasures is indeed very susceptible to side channel analysis attacks regardless of an architecture of S-box.

• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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• v.17 no.5
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• pp.65-72
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• 2007

In this paper, we investigate the several different types of higher-order differential side channel analysis (DSCA) attacks. We present that some of exiting higher-order DSCA attacks have some practical problem applying to two masked intermediate values being parallel processed. In order to solve this problem we propose a new higher-order DSCA attack using an efficient and simple preprocessing function. Using the proposed preprocessing function we clearly show that 2nd-order DSCA attacks are still a practical threat fur masked hardware implementations.

• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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• v.21 no.1
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• pp.153-166
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• 2011

Recent trends in mobile device market whose services are rapidly expanding to provide wireless internet access are drawing people's attention to mobile security. Especially, since threats to information leakage are reaching to the critical level due to the frequent interchange of important data such as personal and financial information through wireless internet, various encryption algorithms has been developed to protect them. The encryption algorithms confront the serious threats by the appearance of side channel attack (SCA) which uses the physical leakage information such as timing, and power consumption, though the their robustness to threats is theoretically verified. Against the threats of SCA, researches including the performance and development direction of SCA should precede. Among tile SCA methods, the power analysis (PA) attack overcome this misalignment problem. The conventional methods require large computational power and they do not effectively deal with the delay changes in a power trace. To overcome the limitation of the conventional methods, we proposed a novel alignment method using peak matching. By computer simulations, we show the advantages of the proposed method compared to the conventional alignment methods.

• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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• v.25 no.2
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• pp.253-260
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• 2015

The side-channel attack is widely known as an attack on implementations of cryptographic algorithms using additional side-channel information such as power traces, electromagnetic waves and sounds. As a countermeasure of side channel attack, the masking method is usually used, however full-round masking makes the efficiency of ciphers dramatically decreased. In order to avoid such a loss of efficiency, one can use reduced-round masking. In this paper, we describe a side channel attack on the lightweight block cipher LEA with the first one~six rounds masked. Our attack is based on differentials and power traces which provide knowledge of Hamming weight for the intermediate data computed during the enciphering of plaintexts. According to our experimental result, it is possible to recover 25 bits of the first round key in LEA-128.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2013.05a
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• pp.675-678
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• 2013

암호 알고리즘이 탑재된 환경에서 암호 알고리즘의 이론적 안전성이 고려되어도 환경에 의존한 부가적 정보를 활용하는 부채널 분석에 대한 안전성이 검토되어야 한다. 최근까지 부채널 분석에 대한 안전성을 고려한 대응기법으로 마스킹 기법이 적용되었으나, 이와는 상반된 개념인 하드웨어 DPL(Dual-rail with Precharge Logic) 기법을 응용한 균일한 해밍웨이트를 제공하는 소프트웨어 AES(Advanced Encryption Standard)가 제안되었다. 최근, 소프트웨어 기반 블록암호에 대해 고차 마스킹 부채널 대응법의 비효율성으로 새로운 방법에 대한 다양한 시도가 되고 있으며, 그 중 균일한 해밍웨이트를 제공하는 표현 방법이 효율적이고 안전한 새로운 대응법으로 검토되어지고 있다. 하지만, 논문에서는 균일한 해밍웨이트 데이터 표현방법 기반 부채널 대응법을 해독하는 차분전력분석 방법을 소개한다. 실험을 통해, AES 128비트 키 중 일부분이 분석됨을 확인하였다. 이는 공격자가 테이블 변환 정보를 활용할 수 있다는 다소 강력한 가정하에 실험하였기 때문이다. 앞선 가정 하에 안전성을 제공하기 위해서는 차후 추가적 대응기법이 고려되어야 한다.