• 정보보호학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.17-25
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• 2008

중국인의 나머지 정리(Chinese Remainder Theorem)를 이용한 RSA 암호 시스템(RSA CRT)은 모듈러 지수승 연산이 기존의 제곱 연산을 반복하는 것보다 빠르게 계산될 수 있기 때문에 표준으로 권장하고 있다. 그러나 1996년 Bellcore가 RSA CRT의 오류주입 공격에 대해서 발표한 이래로 RSA CRT의 안전성 문제가 대두되었다. 1997년 Shamir가 오류 주입을 확인하는 비교 연산을 이용한 대응 방법을 소개하였고, 곧이어 이러한 비교연산도 안전하지 않다고 알려졌다. 최근 Yen이 오류주입 공격에 안전한 두 가지의 CRT 연산 프로토콜을 제안하였으며 이 프로토콜은 오류 주입을 확인하는 비교연산이 존재하지 않는다. 그러나 FDTC 2006에서 Yen의 두 CRT 연산 프로토콜에 대한 공격 방법이 소개되었다. 본 논문에서는 FDTC 2006에서 제시된 공격 방법에도 안전한 두 CRT 연산 프로토콜을 제안한다. 제안하는 방법은 비트연산(AND)의 특성을 이용하며 추가적인 연산을 고려하지 않아도 된다.

• 정보보호학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.75-84
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• 2008

최근 일반 CRT-RSA 알고리듬은 오류 주입 공격에 취약하다는 점이 실험적 결과에 의해 밝혀졌다. 본 논문에서는 CRT-RSA에 대한 오류 주입 공격 및 방어 대책을 분석하고 다양한 형태의 오류 주입 공격을 방어할 수 있는 새로운 알고리듬을 제안하고자 한다. 제안하는 알고리듬은 CRT-RSA에서 두 소수에 대한 멱승연산 시 오류가 발생하면 그 오류를 재결합 과정에서 확산되도록 설계하였다. 이 알고리듬은 판정 기법에 기반한 오류를 검사하는 과정이 없으며 공개 파라미터 e를 사용하지 않는다. 또한 계산량 측면에서도 안전성을 갖춘 타 방식에 비해 효율적이다.

• 정보보호학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.51-59
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• 2009

중국인의 나머지 정리(Chinese Remainder Theorem, CRT)를 이용하는 RSA 암호시스템을 암호 칩에 구현 할 경우, 암호 칩에서 동작하는 과정 중에 한 번의 오류 주입으로 모듈러스 N의 비밀 소인수 p, q값이 노출될 수 있다. 본 논문에서는 상용 마이크로컨트롤러에 CRT-RSA 암호 시스템을 구현한 후, 레이저 빔과 플래시를 이용한 광학적 오류 주입 방법으로 공격을 시도하고 실험 결과를 분석하였다. 레이저 빔과 플래시를 이용한 오류 주입 공격 실험 결과, 일부 상용 마이크로 컨트롤러는 광학적 오류 주입 공격에 대해 취약한 특성으로 인해 CRT-RSA암호 시스템에 소인수 분해 공격이 적용됨을 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.59-70
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• 2012

RSA-CRT는 RSA의 속도를 개선하기 위한 가장 대표적인 기법이다. RSA-CRT는 RSA에 사용되는 두 비밀소수의 법에서 각각 연산을 수행하기 때문에 RSA에 비해 약 4배가량 빠른 속도로 연산할 수 있다. 하지만 RSA에서 법 생성 후 바로 파기할 수 있었던 비밀 소수를 연산에 직접 사용함으로서 오류 주입공격 시 이를 노출하게 되는 문제가 있다. 이를 해결하기 위한 가장 대표적인 기법이 오류 확산에 기반을 둔 기법이다. 이 기법은 주입된 오류가 암호문 전체에 영향을 미치기 때문에 공격자가 비밀 소수를 얻기 힘들지만 독립적으로 진행되었던 연산을 순차적으로 해야 하며, 여전히 오류주입 공격에 취약하다는 문제점이 있다. 본 논문에서는 오류주입 공격에 강건하며 병렬처리가 가능하도록 공통법을 이용한 RSA-CRT 기법과 메시지를 각각의 법에서 연산한 RSA-CRT기법을 제안한다. 제안하는 기법은 최대 병렬연산을 통해 2회의 지수연산 시간밖에 소요되지 않기 때문에 빠른 연산속도를 제공하면서 오류주입 공격으로부터 비밀 소수의 노출을 보호할 수 있다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제48권2호
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• pp.117-126
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• 2011

RSA-CRT알고리즘은 RSA알고리즘의 성능 향상을 위해 널리 쓰이고 있다. 하지만 일반적인 RSA 알고리즘처럼 CRT 버전의 RSA 또한 부채널 분석에 취약함이 알려져 왔다. 그 중 Boer등이 제안한 전력 분석 방법은 등간격 선택 전력 평문을 이용하여 CRT 알고리즘의 reduction단계를 분석하는 방법으로, 등간격 선택 평문 전력 분석 방법(Equidistant Chosen Messages Power Analysis, ECMPA)또는 MRED(Modular reduction on Equidistant data)분석 방법으로 알려져 있다. 이 방법은 등간격 선택 평문을 이용하여 입력 평문과 동일한 간격을 가지는 reduction 결과 값, r=xmodp 을 찾는 방법으로, r의 노출에 의해 RSA의 비밀 소수 p가 계산 될 수 있다. 본 논문에서의 실험 결과, 이론 적으로만 알려져 있던 reduction 단계의 분석 결과가 기존 논문의 예상과는 다른 결과를 가짐을 확인하였다. 본 논문에서는 선택 bit에 의존한 Ghost key의 패턴과, reduction 알고리즘의 연산 과정에서 발생하는 Ghost key가 존재함을 이론적 및 실험적으로 증명하였다. 따라서 본 논문은 기존에 알려지지 않은 Ghost key의 특징에 대하여 논하며, 향상되고, 구체적인 공격 방법을 제안한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.135-140
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• 2010

중국인의 나머지 정리(Chinese Remainder Theorem)를 이용한 RSA 암호 시스템(RSA-CRT)에서의 연산은 기존의 일반 RSA 멱승 연산보다 빠르게 처리할 수 있어 디지털 서명이나 복호 과정에서 많이 사용된다. 그러나 RSA-CRT는 오류주입 공격에 매우 취약한 특성을 보여 많은 대응책이 제안되고 있다. 이 중에서 Yen 등은 오류 확산 기법을 사용한 두 가지 대응책을 제안하였는데 FDTC 2006에서는 그에 대한 새로운 공격 방법이 제시되었다. 그러나 Kim 등은 비트 연산 중 AND 연산의 특성을 이용하여 FDTC 2006에서 제시한 공격을 방어하는 방법을 제안하였다. 본 논문에서는 Kim 등이 제안한 AND 연산을 이용한 오류 확산 기법이 선택 메시지에 대한 오류주입 공격에 취약하여 안전하지 않음을 밝히고자 한다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제2권2호
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• pp.83-92
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• 2013

RSA-CRT는 RSA전자서명 알고리즘의 고속화 구현을 위해 가장 많이 사용되고 있는 알고리즘으로, 스마트디바이스에 사용되는 RSA-CRT 알고리즘의 물리적 취약성 검증을 위해 CRT의 각 단계 연산에서 다양한 부채널 분석 이론이 발표되어 왔다. 본 논문에서는 RSA-CRT 구현에 사용되는 뺄셈연산의 이벤트 정보를 활용하여 RSA-CRT의 reduction알고리즘을 분석하는 새로운 SAED(Subtraction algorithm Analysis on Equidistant Data)분석 방법을 제안한다. SAED분석 방법은 알고리즘에 의존한 전력 변화를 이용한 분석 방법이며, 뺄셈 연산을 차분전력분석 방법으로 분석하여 키를 찾아낸다. 본 논문은 SAED분석 방법의 이론적인 합리성을 증명하고, 실험적으로 기존의 분석 방법보다 향상된 결과를 가짐을 보인다. 실험 결과 256개의 파형만으로 하나의 바이트를 분석해 낼 수 있어, 기존 논문보다 효율적인 분석 방법임을 확인 할 수 있었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.135-140
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• 2004

RSA 공개키 시스템은 비밀키의 크기를 작게 하여 효율성을 높이고 있는 데 이는 안전성 측면에서 취약하다. 이를 보완하기 위하여 중국인의 나머지 정리를 이용한 비밀키 생성 기법이 많이 이용되고 있다. 그러나 이러한 기법은 side channel attack 에 매우 취약하다. 따라서 일부 키 노출에 따른 전체 키 복원에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. May는 2003년 Crypto에서 두 소수의 크기는 같고 중국인의 나머지 정리를 이용하여 비밀키를 생성한 경우에 비밀키의 일부 $N^{4}$ 비트가 노출되면 전체가 복원되는 것을 보였다. 또한, May는 2002년 Crypto에서 변형된 RSA형태 중의 하나인 두 소수의 크기가 다르고 작은 CRT(중국인의 나머지 정리) 지수를 이용한 RSA를 분석하였는데 이때 작은 소수의 크기가 $N^{0.382}$보다 작으면 CRT 지수의 크기에 따라 N이 소인수분해 될 수 있다고 경고하였다. 본 논문에서는 May의 두 소수의 크기가 다른 변형된 RSA(작은 소수의 크기가 $N^{0.382}$보다 큰 경우)에서 작은 CRT 지수를 이용하여 비밀키를 생성한 경우에 어느 정도의 노출이 전체를 복원하게 하는지를 살펴본다. 공개키 e가 너무 크지 않을 때 작은 소수 p의 크기와 관계없이 비밀키 $d_{p}$ 의 약 $N^{0.25}$정도의 비트가 노출되면 N이 소인수분해가 된다. p,q의 크기가 비슷할 때 p의 약 $N^{1}$4/비트만 노출이 되면 N을 소인수분해 할 수 있다는 것을 Coppersmith가 보였는데 본 논문에서는 두 소수의 크기가 다를 때도 약 $N^{1}$4/비트가 노출되면 소인수분해가 가능한 것을 보이고 이를 이용하여 위의 내용을 증명한다.

• ETRI Journal
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• 제36권3호
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• pp.469-478
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• 2014

RSA signature algorithms using the Chinese remainder theorem (CRT-RSA) are approximately four-times faster than straightforward implementations of an RSA cryptosystem. However, the CRT-RSA is known to be vulnerable to fault attacks; even one execution of the algorithm is sufficient to reveal the secret keys. Over the past few years, several countermeasures against CRT-RSA fault attacks have tended to involve additional exponentiations or inversions, and in most cases, they are also vulnerable to new variants of fault attacks. In this paper, we review how Shamir's countermeasure can be broken by fault attacks and improve the countermeasure to prevent future fault attacks, with the added benefit of low additional costs. In our experiment, we use the side-channel analysis resistance framework system, a fault injection testing and verification system, which enables us to inject a fault into the right position, even to within $1{\mu}s$. We also explain how to find the exact timing of the target operation using an Atmega128 software board.

• 정보보호학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.195-200
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• 2009

CRT-RSA 알고리즘이 스마트카드나 마이크로컨트롤러 등의 암호 장치에 구현된 경우 레이저 주입, 전자파 방사, 이온 빔 주사, 전압 글리치 주입 등의 오류 주입 기술 등에 의해 CRT-RSA 알고리즘의 비밀 소인수 p, q가 쉽게 노출 될 수 있다. 그 중 전압 글리치 오류는 대상 암호 장치에 어떠한 조작이나 변형 없이 적용 가능하여 보다 실제적이다. 본 논문에서는 비정상 전원 전압을 이용한 오류 주입 공격을 실험하였다. 실험 결과 기존에 알려진 고전압 글리치를 주입하는 방법 외에도 전원 전압을 일정 시간동안 단절함으로써 CRT-RSA의 비밀 소인수 p, q를 알아낼 수 있었다.