• Journal of Information Processing Systems
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• 제11권2호
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• pp.266-279
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• 2015

In this paper, we propose a novel block cipher mode of operation, which is known as the counter chain (CC) mode. The proposed CC mode integrates the cipher block chaining (CBC) block cipher mode of operation with the counter (CTR) mode in a consistent fashion. In the CC mode, the confidentiality and authenticity of data are assured by the CBC mode, while speed is achieved through the CTR mode. The proposed mode of operation overcomes the parallelization deficiency of the CBC mode and the chaining dependency of the counter mode. Experimental results indicate that the proposed CC mode achieves the encryption speed of the CTR mode, which is exceptionally faster than the encryption speed of the CBC mode. Moreover, our proposed CC mode provides better security over the CBC mode. In summary, the proposed CC block cipher mode of operation takes the advantages of both the Counter mode and the CBC mode, while avoiding their shortcomings.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제20권1호
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• pp.24-37
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• 2024

To address the requirement for high-speed encryption of large amounts of data, this study improves the widely adopted cipher block chaining (CBC) mode and proposes a controllable parallel cipher block chaining (CPCBC) block cipher mode of operation. The mode consists of two phases: extension and parallel encryption. In the extension phase, the degree of parallelism n is determined as needed. In the parallel encryption phase, n cipher blocks generated in the expansion phase are used as the initialization vectors to open n parallel encryption chains for parallel encryption. The security analysis demonstrates that CPCBC mode can enhance the resistance to byte-flipping attacks and padding oracle attacks if parallelism n is kept secret. Security has been improved when compared to the traditional CBC mode. Performance analysis reveals that this scheme has an almost linear acceleration ratio in the case of encrypting a large amount of data. Compared with the conventional CBC mode, the encryption speed is significantly faster.

• 한국광학회지
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• 제24권5호
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• pp.262-270
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• 2013

본 논문에서는 블록암호화의 CBC(Cipher Block Chaining) 방식을 광학적인 XOR 연산을 이용하여 새로운 변형된 CBC 암호화 및 복호화 시스템을 제안한다. 제안한 방법은 광학적 XOR 연산의 병렬 처리를 위해 이중 인코딩 방법과 자유 공간 연결 광논리 게이트 방법을 사용한다. 또한 제안된 XOR 연산 기반의 CBC 암호화 방식의 광학적 구성도를 공학적으로 실제 제작 구현 가능한 광 모듈 형태의 광 암호화/복호화 장치로 제안한다. 제안된 방법은 기존의 CBC 방식을 광학적으로 구현했기 때문에 기존의 전자적인 CBC 방식의 장점과 광학적인 고속성과 병렬 처리의 특성으로 인해 많은 정보를 빠른 속도로 암호화 및 복호화가 가능하다. 또한, 광 병렬 처리의 특성상 데이터가 2차원으로 배열되어 데이타 크기가 증가된 평문 데이터와 암호키를 사용함으로써 기존의 전자적 CBC 방식보다도 한층 더 암호 강도가 강력해진 암호화 시스템을 제공한다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과는 제안한 기법이 CBC 모드의 암호화 및 복호화 과정에 효율적임을 보여준다. 한편 제안된 방식은 CBC 방식 외에 ECB(Electronic Code Book) 방식과 CFB(Cipher Feedback Block) 방식에도 적용할 수 있다.

• 한국전자거래학회지
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• 제20권1호
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• pp.89-97
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• 2015

최근 개인정보 관련 사고들이 빈번하게 발생함에 따라 전자거래나 응용 환경의 개인 정보 및 민감한 정보들의 안전성에 대한 관심이 높아졌다. 인터넷 환경에서 데이터나 정보를 안전하게 보호하기 위해서 안전한 암호 알고리즘을 사용한다. 하지만 암호 적용방식이 올바르지 않으면 악의를 가진 공격으로부터 안전하지 않을 수 있다는 것이 연구 결과와 방법들로 소개되고 있다. 본 논문에서는 다양한 공격 방법들 중 CBC|CBC 모드에서 BOZ-PAD 방법을 사용하는 환경에 대해 패딩 오라클 공격을 적용한 결과를 소개한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.2031-2038
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• 2008

무선 USB 시스템의 호스트-디바이스 간에 4-way handshake 상호 인증을 위한 PRF(Pseudo Random Function)-256, PRF-64 및 데이터 암/복호 기능을 수행하는 저면적 고속 인증/보안 프로세서 (WUSB_Sec) IP를 설계하였다. PRF-256과 PRF-64는 CCM(Counter mode with CBC-MAC) 연산을 기반으로 구현되며, CCM은 AES(Advanced Encryption Standard) 암호 코어 2개를 사용하여 CBC 모드와 CTR 모드가 병렬로 처리되도록 설계되었다. WUSB_Sec 프로세서의 핵심 블록인 AES 암호 코어는 합성체 GF$(((2^2)^2)^2)$ 연산 기반의 S-Box로 설계되었으며, SubByte 블록과 키 스케줄러가 S-Box를 공유하도록 설계하여 약 10%의 면적을 감소시켰다. 설계된 WUSB_Sec IP는 약 25,000 게이트로 구현되었으며, 120MHz에 서 동작하여 480Mbps의 성능을 갖는다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권6A호
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• pp.640-647
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• 2006

본 논문에서는 IEEE 802.11i 무선 랜 보안을 위한 AES(Advanced Encryption Standard) 기반 CCMP (Counter mode with CBC-MAC Protocol) 코어의 설계에 대해서 기술한다. 설계된 CCMP 코어는 데이터의 기밀성을 위한 CTR(counter) 모드와 인증 및 데이터 무결성 검증을 위한 CBC 모드의 동작이 두개의 AES 암호 코어로 병렬처리 되도록 설계되어 전체 성능의 최적화를 이루었다. AES 암호 코어에서 하드웨어 복잡도에 가장 큰 영향을 미치는 S-box를 composite field 연산 방식을 적용하여 설계함으로써 기존의 LUT(Lookup Table) 기반의 구현방식에 비해 게이트 수가 약 27% 감소되도록 하였다. 설계된 CCMP 코어는 Excalibur SoC 장비를 이용하여 H/W-S/W 통합 검증을 수행하였으며, 0.35-um CMOS 표준 셀 공정으로 MPW 칩으로 제작하고, 제작된 칩의 테스트 결과 모든 기능이 정상 동작함을 확인하였다. 설계된 CCMP 프로세서는 약 17,000개의 게이트로 구현되었으며, 116-MHz@3.3-V의 클록으로 안전하게 동작하여 353-Mbps의 성능이 예상되어 IEEE 802.11a와 802.11g 표준의 MAC 성능인 54-Mbps를 만족한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권5호
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• pp.317-322
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• 2014

데이타 보안과 무결성은 유무선 통신 환경에서 데이터 전송 시에 중요한 요소이다. 대량의 데이터는 전송 전에, 통상 암호 연산 모드를 이용한 블록 암호 알고리즘에 의하여 암호화된다. ECB, CBC 등의 기존 연산 모드 외에 블록 암호 연산 모드로 RBF 모드가 제안된 바 있다. 본 논문에서는, 알려진 평문 공격 (known plaintext attack) 및 선택 평문 공격 (chosen plaintext attack)에 대한, RBF 모드의 안전성을 기존 모드들과 비교 분석한 내용을 소개한다. 분석 결과, 기존의 연산 모드들이 알려진/선택 평문 공격에 취약한데 반하여, RBF 모드는 이들 공격에 안전함을 알 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권8A호
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• pp.640-647
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• 2009

IEEE 802.11i에서는 기존의 802.11a,b,g가 가지고 있던 보안상 문제점을 보완하기 위해서 RSNA(Robust Security Network Association)를 새로이 규정하고 있다. RSNA에서는 기존의 데이터 암호화를 위한 WEP(Wired Equivalent Privacy)을 대신하여 좀 더 견고한 데이터 암호화를 위하여 TKIP(Temporal Key Integrity Protocol)와 CCMP(Counter with CBC-MAC Protocol)를 사용하고 있다. 본 논문에서는 WEP, TKIP, CCMP의 암.복호 엔진을 설계하여 IEEE 802.11i를 지원하는 MAC Layer를 설계, 구현 하였다. WEP은 기존의 IEEE 802.11 legacy MAC과의 호환성을 보장하기 위하여 구성되었고, TKIP와 CCMP는 IEEE 802.11i에서 규정한 데이터 보안을 보장한다. 본 논문의 CCMP 블록은 동작 주파수 134MHz에서 최대 816.7Mbps의 데이터의 처리속도를 가짐으로써 802.11n의 성능을 보장 한다. 또한 2단 파이프 라인 구조를 가지는 AES 구조를 제안하여 CCMP에서의 동작 모드인 CBC 모드와 CTR 모드를 1개의 AES 코어에서 처리하도록 하여 적은 면적의 하드웨어를 가지도록 하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제4권2호
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• pp.73-80
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• 2015

인터넷상의 다양한 응용환경에서는 개인정보 및 민감한 정보를 보호하기 위해서 안전성이 검증된 암호 알고리즘을 사용한다. 하지만 안전성이 검증된 암호 알고리즘을 사용하여도 주어진 암호 알고리즘을 적용하는 방식이 올바르지 못하면 보호하고자 하는 정보들이 누출될 수 있다는 연구 결과와 공격기법들이 소개되고 있다. 이 공격방법들 중 대표적인 사례가 패딩 오라클 공격이다. 본 논문에서는 블록 암호 기반 CBC 운영모드와 CBC 패딩 방법을 적용하는 응용환경인 STRP, MIKEY, CMS, IPSec, TLS, IPTV에 대해 패딩 오라클 공격을 적용하고, 패딩 오라클 공격에 대한 공격 가능 여부 및 취약점에 관하여 연구하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제9C권2호
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• pp.189-196
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• 2002

IPSec은 공용 네트워크 상에서 암호화와 인증, 무결성을 제공하기 위해 사용되는 프로토콜이다. IPSec에서는 전송되는 패킷에 암호화와 인증, 무결성을 추가해 전달하기 위해 ESP프로토콜을 사용한다. ESP는 패킷 암호화를 위해 DES-CBC 알고리즘을 이용하는데 이 모드에서는 ESP프로토콜로 보호되어 전송되는 데이터를 암호화하기 위한 초기 값으로 IV(Initialization Vector) 값을 사용한다. 이 값은 수신 측의 패킷 복호화를 위해 공개적으로 전달되므로 중간에 공격자에 의해 공격당할 위험이 많다. IV의 값이 조금이라도 변경되면 ESP의 모든 데이터의 복호화가 이루어지지 않고 상위 레벨의 정보가 변경되는 통 심각한 문제가 발생한다. 이것은 보안을 목적으로 하는 IPSec에서는 치명적인 약점이 된 수 있다. 따라서 본 논문에서는 ESP프로토콜에서의 문제점인 IV를 안전하게 전송하기 위한 새로운 알고리즘을 제시한다. 이 방법은 IV 값을 DES-ECB 알고리즘을 이용하여 암호화하여 IV 공격을 방어하고 메시지 인증 함수를 추가 적용하여 ESP 전체 데이터의 무결성 체크도 가능하게 한다. 제안된 알고리즘으로 IV와 데이터에 대한 공격을 방어할 수 있고 안전한 전송을 보장한다.