• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.221-223
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• 2014

P. Kocher 등이 제안한 전력분석공격에는 단순전력분석(SPA), 차분전력분석(DPA), 상관전력분석(CPA)이 있으며, 이러한 공격기법은 암호 알고리즘의 이론적인 취약점이 아닌 암호화 과정에서 누설되는 소모전력을 이용하여 공격한다. 또한 알고리즘이 구현된 방법 또는 환경에 따라 적용이 가능한 공격기법이기에 많은 대응기술들이 연구되고 있다. 본 논문에서는 전력분석공격에 대해 살펴보고 최근까지 연구된 대응기술들을 분석하고자 한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.1091-1102
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• 2014

전력 분석 공격은 물리적 장치에 내장된 암호 알고리듬을 수행할 때 발생하는 부채널 전력 정보를 이용하여 사용자의 비밀 키를 찾아내는 공격 기법이다. 특히, RSA와 같은 공개 키 암호 시스템에 사용되는 멱승은 수백 번의 모듈라 곱셈으로 이루어져 있는데 이 연산이 전력 분석 공격의 목표가 되어 왔다. 최근에는 동일한 입력을 가지는 두 개의 모듈라 곱셈에서 발생한 전력의 상관 분석을 통해 비밀 키를 추출하는 공격이 제안되었다. 본 논문에서는 모듈라 곱셈의 입력충돌에 기반한 부채널 공격의 원리를 살펴보고 정규화 특성을 갖는 멱승 알고리듬에 대한 취약성을 분석하였다. 또한, 충돌 입력쌍을 이용한 상관 전력 분석 공격을 포함한 기존 부채널 공격에 대응할 수 있는 효율적인 멱승 방법을 제안하고 안전성을 비교 분석하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2021년도 춘계학술발표대회
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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.

• 정보보호학회논문지
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• 제31권6호
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• pp.1127-1136
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• 2021

전력 분석 공격에서 소비 전력 파형의 잡음과 정렬 불량은 공격 성공 여부를 좌우하는 주요한 요인이다. 따라서 이를 완화하기 위한 여러 연구가 수행되고 있으며 웨이블릿 변환 기반의 신호처리 방법도 그중 하나이다. 대부분의 웨이블릿을 사용한 연구에서는 파형 압축할 수 있는 이산 웨이블릿 변환을 사용해 왔는데, 그 이유는 연속 웨이블릿변환 기법이 선택된 스케일의 개수에 따라 데이터 크기 및 분석 시간이 증가할 뿐만 아니라 효율적인 스케일 선택 방법도 없기 때문이다. 본 논문에서는 전력 분석 공격에 최적화된 연속 웨이블릿 변환의 효율적인 스케일 선택 방법을 제안하며 이를 이용해 파형을 인코딩할 경우 분석 성능이 크게 향상될 수 있음을 보인다. 비프로파일링 공격인 CPA(Correlation Power Analysis) 및 DDLA(Differential Deep Learning Analysis) 공격 실험 결과, 제안하는 방법이 잡음 감쇄와 파형 정렬에 효과적임을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제8권9호
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• pp.225-230
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• 2019

최근 사물인터넷 기술의 발전과 함께 하드웨어 디바이스에서 측정하는 센싱 데이터를 보호하기 위해 다양한 방식의 암호화 알고리즘을 채택하고 있다. 그 중 전 세계에서 가장 많이 사용하는 암호화 알고리즘인 AES(Advanced Encryption Standard) 또한 강력한 안전성을 바탕으로 많은 디바이스에서 사용되고 있다. 하지만 AES 알고리즘은 DPA(Differential Power Analysis), CPA(Correlation Power Analysis) 같은 부채널 분석 공격에 취약하다는 점이 발견되었다. 본 논문에서는 부채널 분석 공격 대응방법 중 가장 널리 알려진 마스킹 기법을 적용한 AES 알고리즘의 소프트웨어 최적화 구현 기법을 제시한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.11-21
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• 2009

NTRU는 1990년대 Hoffstein 등에 의해 제안된 격자(Lattice) 기반 공개키 암호체계로서 기존의 공개키 암호와 비교하여 동일한 안전성을 제공하면서 암호화 및 복호화 속도가 빠르며 양자 연산 알고리즘을 이용한 공격에도 강하다는 이점이 있어 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 단순 전력 분석 공격과 통계적 특성을 이용한 전력 분석 공격인 상관계수 전력 분석 공격에 대한 NTRU의 안전성을 분석하고, NesC로 구현한 NTRU의 연산을 Telos 모트(mote)에서 수행시켜 측정한 전력 소모 데이터에 상관계수 전력 분석 공격을 적용하여 개인키 정보를 복원하는 실험 결과를 보인다. 또한 이러한 전력 분석 공격을 방지하기 위한 대응 방법을 제시한다. 먼저, 단순 전력 분석 공격을 방지하기 위해 연산 결과를 저장할 배열을 0이 아닌 수로 초기화시키는 방법을 제안하고, 통계적 특성을 이용한 전력분석 공격을 방지하기 위해 연산 순서를 변경하거나 컨볼루션(convolution) 연산에 사용되는 피연산자들에게 무작위성(randomness)을 부여하여 같은 입력에 대해서 랜덤한 전력 소모를 보이도록 하는 방법을 제안한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.1045-1057
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• 2022

최근 양자 내성 암호 표준화 사업을 진행 중인 미국의 국립표준기술연구소는 표준화가 확정된 4개의 알고리즘을 발표하였다. 본 논문에서는 PKE/KEM 분야에서 표준화가 확정된 CRYSTALS-KYBER 알고리즘의 복호화 과정 중 비프로파일링 기반 전력 분석 공격인 CPA(Correlation Power Analysis)와 DDLA(Differential Deep Learning Analysis)에 의해 개인 키가 노출될 수 있음을 보이고자 한다. 실험 결과 개인 키의 일차 다항식 계수복구에 성공하였으며, 특히 DDLA에서는 중간 값의 해밍 웨이트(Hamming Weight)를 라벨로 사용하는 모델에서 평가 기법인 NMM(Normalized Maximum Margin)의 값이 13.0으로 가장 높은 값을 가져 개인 키를 복구할 수 있는 것을 확인하였다. 또한, 복호화 과정 중 암호문을 랜덤하게 분할하고 계수별 곱셈 연산의 시작 지점을 랜덤화하는 방어 기법을 적용하면 상기한 공격을 방어하는 것을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제34권3호
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• pp.232-238
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• 1990

Zn의 생화학적 역할을 연구하기 위하여, 간단한 모델시스템을 설정하였다. 즉, Zn가 리간드인 $OH_2나 NH_3$와 배위결합을 이루거나 carboxypeptidase A (CPA)의 기질에 해당하는 펩티드의 O=C-와 배위결합을 할 때, 그 기하학적 구조 및 net atomic charge의 변화를 조사하였다. Double Zeta basis set를 사용한 ab initio HF-SCF 계산에 의하면, Zn는 이들 리간드의 O-H, N-H, O=C-를 매우 polar하게 만든다. 특히, 펩티드의 탄소는 친전자성이 매우 증가하여, nucleophile의 공격을 용이하게 받을 수 있을 것으로 예측되었다. 또한, CPA에서 Zn 주위에 있는 리간드의 분자배위 상태를 조사하기 위하여, CPA+glycyltyrosine complex에 관한 molecular mechanics방법을 적용하였다. 이 결과를 X-ray 결과와 비교하였을 때, Zn는 4배위 결합 이외에 물분자도 관여할 것으로 예측된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권9B호
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• pp.1330-1341
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• 2010

전력 분석 (Power Analysis, PA) 공격은 정보보안 영역에서 매우 효과적인 물리적 공격방법으로 알려져 있다. 이 공격방법은 보안 장치로부터 누설된 전력 소비 신호의 통계적인 특성을 분석하여 비밀 키 (secret keys)를 찾아낸다. 그러나 누설된 전력 신호의 값이 크지 않기 때문에, 잡음에 의해 PA 공격 성능이 저하될 수 있다. 이런 PA 공격의 잡음 민감성을 극복하기 위해, 본 논문에서는 웨이블릿 잡음 제거 (wavelet de-noising)에 기반한 공격 성능 향상 방법을 제안한다. 모의실험을 통해, 제안된 잡음 제거 방법이 공격 성공에 필요한 신호의 개수와 공격 결과의 신뢰도 측면에서 공격 효율을 향상시킴을 보인다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2019년도 춘계학술발표대회
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• pp.125-128
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• 2019

최근 사물인터넷 기술의 발전과 함께 하드웨어 디바이스에서 측정하는 센싱 데이터를 보호하기 위해 다양한 방식의 암호화 알고리즘을 채택하고 있다. 그 중 전 세계에서 가장 많이 사용하는 암호화 알고리즘인 AES(Advanced Encryption Standard) 또한 강력한 안전성을 바탕으로 많은 디바이스에서 사용되고 있다. 하지만 AES 알고리즘은 DPA(Differential Power Analysis), CPA(Correlation Power Analysis) 같은 부채널 분석 공격에 취약하다는 점이 발견되었다. 본 논문에서는 부채널 분석 공격대응방법 중 가장 널리 알려진 마스킹 기법을 적용한 AES 알고리즘의 소프트웨어 최적화 구현 기법을 제시한다.