• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.1163-1170
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• 2016

본 논문은 ISO/IEC 29192-2 경량 암호 표준으로 지정된 초경량 블록암호 알고리듬 PRESENT의 하드웨어 구현에 대해 기술한다. PRESENT 암호 프로세서는 80, 128비트의 마스터키 길이와 ECB, CBC, OFB, CTR의 4가지 운영모드를 지원하도록 설계되었다. 마스터키 레지스터를 갖는 on-the-fly 키 스케줄러가 포함되어 있으며, 저장된 마스터키를 사용하여 평문/암호문 블록의 연속적인 암호/복호화 처리가 가능하다. 경량화 구현을 위해 80, 128 비트의 키 스케줄링 회로가 공유되도록 최적화하였다. 라운드 블록을 64 비트의 데이터 패스로 설계하여 암호/복호화의 라운드 변환이 한 클록 사이클에 처리되도록 하였다. PRESENT 암호 프로세서를 Virtex5 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였다. $0.18{\mu}m$ 공정의 CMOS 셀 라이브러리로 합성을 한 결과, 8,100 gate equivalents(GE)로 구현되었으며, 최대 454 MHz의 클록 주파수로 동작하여 908 Mbps의 처리율을 갖는 것으로 평가되었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.961-970
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• 2017

차분전력분석공격은 추측하는 비밀 정보 값에 따라 계산한 중간 값을 전력 소비 모델에 대입하여 전력 소비량을 구한 후 실제 발생한 전력 소비량과 함께 분석하여 암호화에 쓰인 비밀 정보 값을 복원한다. 이 때 흔히 쓰이는 전력 소비 모델로는 해밍 웨이트 모델이나 해밍 디스턴스 모델이 있으며 좀 더 정확한 전력 소비 모델을 구하기 위해서 전력 모델링 기법을 이용한다. 하지만 공격 타켓이 되는 장비가 가정한 전력 소비 모델과 상이한 경우 중간 값에 해당하는 전력 소비량을 옳게 반영하지 못하는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 실제 공격 장비에서 측정한 소비 전력을 테이블 형태로 저장하여 전력 소비 모델로써 이용하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 암호화 과정에서 활용 가능한 정보(평문, 암호문 등)가 쓰이는 시점에서의 소비 전력을 이용한다. 이 방법은 사전에 탬플릿 구성을 할 필요가 없으며 실제 공격 장비에서 측정한 소비 전력을 이용하기 때문에 해당 장비의 소비 전력 모델을 정확하게 반영한다. 제안하는 방법의 성능을 확인하기 위해 시뮬레이션과 실험을 진행하였으며 제안하는 방법의 성능이 기존의 전력 모델링 기법보다 부채널 공격 성능이 향상됨을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.1296-1302
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• 2016

경량 암호기술 표준인 ISO/IEC 29192-2에서 블록암호 표준으로 지정된 초경량 블록암호 알고리듬 PRESENT의 하드웨어 구현에 대해 기술한다. 암호 전용 코어와 암호/복호 기능을 갖는 두 종류의 PR80 크립토 코어를 80 비트의 마스터키를 지원하도록 설계하였다. 설계된 PR80 크립토 코어는 블록암호의 기본 ECB (electronic code book) 운영모드를 수행하며, 마스터키 재입력 없이 평문/암호문 블록들을 연속적으로 처리할 수 있도록 설계되었다. PR80 크립토 코어는 Verilog HDL을 사용하여 소프트 IP로 설계되었으며, Virtex5 FPGA에 구현하여 정상 동작함을 확인하였다. 설계된 코어를 $0.18{\mu}m$ 공정의 CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과, 암호 전용 코어와 암호/복호 코어는 각각 2,990 GE와 3,687 GE로 구현되어 적은 게이트를 필요로 하는 IoT 보안 응용분야에 적합하다. 암호 전용 코어와 암호/복호 코어의 최대 동작 주파수는 각각 500 MHz와 444 MHz로 평가되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.795-803
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• 2017

블록암호 ARIA와 AES를 단일 회로로 통합하여 구현한 이중표준지원 암호 프로세서에 대해 기술한다. ARIA-AES 통합 암호 프로세서는 128-비트, 256-비트의 두 가지 키 길이를 지원하며, ECB, CBC, OFB, CTR의 4가지 운영모드를 지원하도록 설계되었다. ARIA와 AES의 알고리듬 공통점을 기반으로 치환계층과 확산계층의 하드웨어 자원이 공유되도록 최적화 하였으며, on-the-fly 키 스케줄러가 포함되어 있어 평문/암호문 블록의 연속적인 암호/복호화 처리가 가능하다. ARIA-AES 통합 프로세서를 $0.18{\mu}m$공정의 CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 54,658 GE로 구현되었으며, 최대 95 MHz의 클록 주파수로 동작할 수 있다. 80 MHz 클록 주파수로 동작할 때, 키 길이 128-b, 256-b의 ARIA 모드에서 처리율은 각각 787 Mbps, 602 Mbps로 예측되었으며, AES 모드에서는 각각 930 Mbps, 682 Mbps로 예측되었다. 설계된 암호 프로세서를 Virtex5 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제46권1호
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• pp.64-77
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• 2009

ID기반 재암호화 기법(ID-based foxy re-encryption scheme)은 사용자 간의 복호 능력 위임을 가능하게 하며 분산 데이터 저장, DRM, 이메일 전달 시스템 등의 다양한 분산 암호시스템을 위해 활발히 연구되고 있다. 최근 재암호화키 생성의 비상호성(Non-interactivity)을 제공하는 기법이 Green과 Ateniese에 의해 제안되었다. 이 기법은 선택 암호문 공격에 대한 안전성을 제공하기 위해 설계되었다. 본 논문에서는 Green-Ateniese ID기반 재암호화 기법이 근본적으로 사용자 키 노출 공격에 취약함을 보이고 선택 암호문 공격에 대한 안전성이 보장되지 않음을 증명한다. 그리고 이러한 보안 취약점을 해결하는 새로운 두 가지 ID기반 재암호화 기법들을 제안한다. 제안 기법들이 랜덤 오라클 모델(Random Oracle Model)에서 단순 평문 공격과 선택 암호문 공격에 대해 각각 안전함을 증명한다. 선택 암호문 공격에 안전한 제안 기법을 구성하기 위해, 본 논문에서는 최초로 짧은 서명에 기반한 자가 인증 기법을 고안하여 적용한다. 제안 기법의 중요한 특징은 재암호화 후 암호문의 구조가 유지되는 것이다. 따라서 이전 기법들과는 대조적으로 암호문 확장이 발생되지 않는다. 또한 재암호화의 횟수에 제한이 없어서 연속적인 암호문 변환이 가능하여 다중의 사용자를 위한 복호 능력 위임을 구현할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38B권5호
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• pp.394-400
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• 2013

WoT(Web of Things)는 웹 표준화 기술을 이용하여 사물간 지능화 통신을 실체화하기 위해 제안된 기술이다. WoT 환경은 LLN(Low-power, Lossy Network)과 자원이 제한적인 센서 장치 등을 포함하고 있으므로 기존 인터넷 환경에 적용했던 보안 기술들을 그대로 적용하기는 어렵다. 최근 IETF 표준화 그룹에서는 WoT 환경에서 보안 서비스를 제공하기 위해 DTLS 프로토콜을 이용한 방안이 제시되었다. 하지만 DTLS 프로토콜은 사전 설정(핸드 쉐이킹) 과정의 복잡성과 전송되는 메시지양이 많아 WoT 환경에서 종단간 보안 서비스를 제공하기에는 무리가 있다. 본 논문에서는 이를 개선하기 위해 WoT 환경을 DTLS 적용 가능 구간과 경량화 보안 기술이 적용될 구간으로 나누고, 경량화 구간을 위한 상호 인증 및 세션키 분배 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 사용자의 관리가 용이한 스마트기기를 모바일 게이트웨이 및 WoT 프락시로 사용한다. 제안기술은 ISO 9798 표준화 기술을 수정하여 메시지 전송량을 줄이고 암호 프리미티브 계산량을 감소시키도록 했다. 또한 제안 기술은 재전송 공격, 스푸핑 공격, 선택 평문/암호문 공격, 및 DoS 공격 등에 대응 할 수 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.739-751
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• 2014

많은 사람들이 일상생활뿐만 아니라 다양한 업무에서 스마트폰을 활용하고 있다. 이에 따라 스마트폰에는 사용자의 개인정보 및 업무상의 민감한 정보가 저장된다. 그러나 스마트폰은 다양한 데이터 및 개인 정보를 데이터베이스에 평문형태로 저장하고 있어 악성 앱이나 단말기 분실, 데이터 복원 등을 통하여 데이터베이스에 저장된 데이터 및 개인정보가 외부로 노출되고 2차 공격에 사용될 수 있다. 이러한 사용자의 정보유출 피해를 차단하기 위해서는 데이터베이스 암호화 기술이 필요하지만, 데이터베이스를 암호화하는 경우 성능저하를 야기 시킨다. 대표적인 예로, 암호화된 상태에서 특정 키워드를 통해 데이터를 검색하는 경우 모든 데이터를 복호화하거나 인덱스 정보 없이 순차적인 검색을 해야 하는 오버헤드가 발생한다[1]. 본 논문에서는 데이터베이스가 암호화된 상태에서, 데이터를 검색할 때 발생하는 오버헤드를 최소화하기 위한 검색가능한 암호 기법을 제안한다. 특히, 스마트폰과 같이 자원이 제한된 환경에서 사용되는 로컬 데이터베이스에 대해, 가변길이 블룸 필터를 사용하는 암호화된 데이터상에서의 효율적인 키워드 검색 기법을 제안하고 기존의 대칭키 방식의 검색 가능한 암호 기법들과 비교 분석한다. 그리고 안드로이드 스마트폰에서 제안하는 기법을 구현하여 제안 기법의 적절성과 성능을 검증한다. 구현을 통한 실험 결과, 본 논문에서 제안하는 방법이 암호화된 상태에서의 단순 검색에 비해 약 50% 이상의 검색 속도 향상 및 기존 고정 길이 블룸필터에 비해 동일한 긍정오류율 상에서 약 70% 이상의 공간을 절약할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제27권5호
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• pp.1013-1022
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• 2017

최대 절전 모드는 물리 메모리의 데이터를 비휘발성 매체에 저장하였다가 시스템에 전원이 들어오면 메모리 데이터를 비휘발성 매체로부터 물리 메모리에 복구하는 기능이다. 최대 절전 모드 파일은 메모리 데이터를 정적 상태로 가지기 때문에 공격자가 이를 수집할 경우에 시스템의 물리 메모리에 있던 사용자 아이디와 패스워드 및 디스크 암호화키 등의 주요 정보들이 유출될 수 있는 위험성이 존재한다. 윈도우에서는 최대 절전 모드 파일만을 위한 보호기능을 지원하지 않기 때문에 최대 절전 모드 파일에 기록되는 메모리 데이터 내용들을 보호하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 최대 절전 모드 파일에 기록되는 프로세스의 메모리 데이터를 보호하기 위해서 최대 절전 모드 파일 내의 물리 메모리 데이터를 암호화하는 방법을 제안한다. 최대 절전 모드 처리 시에 메모리 데이터를 암호화하기 위해 최대 절전 모드 처리 절차를 분석하고, 최대 절전 모드 파일에 기록되는 메모리 데이터에 대한 암호화 과정이 프로세스 각각에 대해 투명하게 동작하도록 구현하였다. 실험을 통해 구현한 최대 절전 모드 파일 내 프로세스 메모리 데이터 암호화 도구는 암복호화 비용으로 약 2.7배의 오버헤드를 보였다. 이런 오버헤드는 전체 디스크 암호화 도구가 지속적으로 10% 이상의 속도저하를 유발하는 상황과 비교해 볼 때, 공격자에게 프로세스의 평문 메모리 데이터가 노출되지 않기 위해 필요한 비용으로 충분히 감내할 수 있다고 판단된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.2093-2099
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• 2016

PRESENT, ARIA, AES의 3가지 블록 암호 알고리듬을 지원하는 다중 암호 프로세서 설계에 대해 기술한다. 설계된 암호 칩은 PRmo (PRESENT with mode of operation), AR_AS (ARIA_AES) 그리고 AES-16b 코어로 구성된다. 64-비트 블록암호 PRESENT를 구현하는 PRmo 코어는 80-비트, 128-비트 키 길이와 ECB, CBC, OFB, CTR의 4가지 운영모드를 지원한다. 128-비트, 256-비트 키 길이를 지원하는 AR_AS 코어는 128-비트 블록암호 ARIA와 AES를 자원공유 기법을 적용하여 단일 데이터 패스로 통합 구현되었다. 128-비트 키 길이를 지원하는 AES-16b 코어는 저면적 구현을 위해 16-비트의 데이터패스로 설계되었다. 각 암호 코어는 on-the-fly 키 스케줄러를 포함하고 있으며, 평문/암호문 블록의 연속적인 암호/복호화 처리가 가능하다. FPGA 검증을 통해 설계된 다중 블록 암호 프로세서의 정상 동작을 확인하였다. $0.18{\mu}m$ 공정의 CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과, 54,500 GEs (gate equivalents)로 구현이 되었으며, 55 MHz의 클록 주파수로 동작 가능하다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.83-93
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• 2012

HTML5는 특정 브라우저에 종속되지 않으며 상호 운용성을 고려하는 동시에 기존 HTML과도 하위 호환성을 갖도록 개발되어 현재 표준화 작업이 진행 중인 새로운 웹 표준이다. 이는 최근 스마트폰 시장의 활성화와 함께 모바일 웹 환경에서 다양한 플랫폼에 공통적으로 적용될 수 있다는 특징으로 인해 관심을 모으고 있다. 특히 HTML5에서 새롭게 추가되는 기능들 중 하나인 Local Storage는 인터넷 접속이 끊긴 상태에서도 웹 어플리케이션의 동작을 가능하게 하는 오프라인 기능을 지원하며 이는 서버와 독립적인 웹 어플리케이션 개발이 가능하게 한다. 그러나 현재 Local Storage는 평문의 데이터를 Client-side에 아무런 보안조치 없이 저장하기 때문에 쿠키와 같은 기존의 클라이언트 측 저장소가 갖는 보안 위협에 그대로 노출되어 보안상 안전하지 않다. 본 연구에서는 Local Storage에 데이터를 저장할 때 성능부하를 최소화 하면서 데이터의 안전한 저장 및 사용을 가능하게 하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 기존 Local Storage 표준 API와 암호 기능을 제공하는 모듈을 이용하여 안전한 사용자 정보 저장을 지원한다. 또한 제안하는 방법을 실제 구현코드를 바탕으로 성능을 측정하여 효율성을 입증한다.