• 전기전자학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.971-977
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• 2019

본 논문에서는 국제 표준 블록 암호 AES와 국산 표준 경량 블록 암호인 LEA의 암복호화 속도를 비교 실험한 결과를 소개하고, LEA의 사물인터넷 기기 통신에의 활용 가능성을 확인한다. 두 암호 알고리즘의 속도 측정을 위하여, AES의 경우는 256비트의 무작위 생성 비밀키를, LEA의 경우는 128비트의 무작위 생성 비밀키를 이용하여 암복호화를 수행하였다. 아두이노를 이용한 실험을 진행한 결과, 256비트 비밀키 AES 알고리즘의 경우 암복호화에 약 45ms가 소모되었고, LEA의 경우 128비트 비밀키에 대하여 암복호화에 약 4ms가 소모되었다. 알고리즘 구현 방식과 실험 환경에 따라 속도 차이는 매우 다양할 수 있으나, 본 실험 결과를 통하여 LEA 알고리즘은 경량 에너지 환경을 요구하는 사물인터넷 기기의 보안 알고리즘으로서 충분히 고려해볼 만하다는 것을 확인하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.77-87
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• 2001

본 논문에서는 AES(Advanced Encryption Standard)로 채택된 Rijndael 알고리즘을 구현한 암호 프로세서를 설계하였다. 암호화와 복호화를 모두 수행할 수 있으며, 128비트의 블록과 128비트의 키 길이를 지원한다. 성능과 면적 측면을 모두 고려하여 가장 효율적인 구조로 한 라운드를 구현한 후, 라운드 수만큼 반복하여 암복호화를 수행하도록 하였다. 대부분의 다른 블록 암호 알고리즘과 달리 암복호화 시 구조가 다른 Rijndael의 특성으로 인한 면적의 증가를 최소화하기 위해 ByteSub와 InvByteSub은 알고리즘을 기반으로 구현함으로써 메모리로만 구현하는 방법에 비해 비슷한 성능을 가지면서 필요한 메모리 양은 1/2로 줄였다. 이와 같이 구현한 결과, 본 논문의 Rijndael 암호 프로세서는 0.5um CMOS 공정에서 약 15,000개의 게이트, 32K-bit ROM과 1408-bit RAM으로 구성된다. 그리고 한 라운드를 한 클럭에 수행하여 암복호화 하는데 블럭 당 총 11클럭이 걸리고, 110MHz의 동작 주파수에서 1.28Gbps의 성능을 가진다. 이는 현재 발표된 논문들과 비슷한 성능을 가지면서 면적의 가장 큰 비중을 차지하는 메모리 양은 절반 이상 감소하여 지금까지 발표된 논문 중 가장 우수한 면적 대 성능 비를 가지는 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권7호
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• pp.98-105
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• 2005

본 연구는 통신위성 원격측정명령처리기 성능검증모델 CCSDS 원격명령 암호복호 검증에 관한 것이다. 원격측정명령처리기 실험모델에 적용되었던 DES CFB 암호화 알고리즘의 보안성을 보다 강화하기 위해 3개의 키를 사용하는 3DES CFB 알고리즘을 원격측정명령처리기 성능검증모델에 구현하고 그것의 동작을 검증하였다. 3DES CFB 알고리즘에 따른 증가된 KEY와 IV를 위해 외부에 PROM을 두도록 하고 설정된 Index에 대한 키 및 IV를 가져와서 복호화 하도록 하였다. 설계된 3DES CFB 코어의 타이밍 시뮬레이션을 통해 동작 검증 후 Actel사의 A54SX32 FPGA에 구현하였다. 원격측정명령처리기 성능검증모델의 원격명령 암호 복호화 기능 검증을 위한 시험환경을 구축하고 원격측정명령처리기 성능검증모델에 원격명령 전송, 암호 복호화 후 수행코드 모니터링 및 수행에 의한 LED On/Off 확인을 통해 3DES CFB 원격명령 복호화 기능을 검증하였다.

• 스마트미디어저널
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• 제12권9호
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• pp.9-18
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• 2023

블랙박스 암호는 하드웨어로 구성된 암호화 장치를 기반으로 '디바이스와 사용자는 신뢰할 수 있다'는 가정하에 동작하는 암호이다. 그러나 공격자에게 내부 구조가 공개되는 순간 키 추출 등의 다양한 공격이 존재함과 동시에 최근 들어 신뢰할 수 없는 개방형 플랫폼에서 암호 알고리즘을 적용하는 경우가 증가하여 블랙 박스 암호 시스템에 대한 위협은 더욱 커져가고 있다. 그로 인해, 개방형 플랫폼에서 암호 알고리즘을 안전하게 동작하고자 암호화 과정에서 암호 키를 숨김으로써 공격자의 키 유출을 어렵게 하는 화이트 박스 암호화 기술이 제안되었다. 하지만, 이러한 화이트 박스 기반 암호는 기존의 암호와는 다르게 정해진 규격이 존재하지 않아 구조적 안전성을 검증하는 것이 어렵다. 이에 CHES에서는 보다 안전한 화이트 박스 암호 활용을 위해 The WhibOx Contest를 주기적으로 개최하여, 다양한 화이트 박스 암호에 대한 안전성 분석이 수행 되었다. 이 중 2016년 Bos가 제안한 Differential Computation Analysis(DCA) 공격법은 현재까지도 안전성 분석에 널리 활용되고 있는 강력한 화이트 박스 블록 암호에 대한 공격 기술에 해당한다. 이에 본 논문은 화이트 박스 암호에 대한 동향을 분석하고, 화이트 박스 블록 암호에 대한 부채널 정보 기반 암호분석 기술인 DCA, HODCA 공격 분석 및 관련 대응 기술 동향을 정리한다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제14C권7호
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• pp.553-558
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• 2007

WSN의 보안 알고리즘은 센서노드의 제한된 자원을 근거로 비교적 적은 연산과 적은 메모리를 필요로 하는 대칭키를 이용하여 주로 연구되어 왔다. 하지만 공개키와 관련한 최근의 연구들은 실제 측정을 통해 센서노드가 가진 적은 자원으로도 공개키가 사용 가능하다는 것을 보였으며 WSN에서 공개키의 사용을 가정한다면 자원 절약적인 키 관리 방법이 필요하다. 이 논문에서는 공개키의 중요한 키 관리 작업 중 하나인 인증서 폐지를 위한 두 가지 효율적인 인증서 폐지 목록 표현 기법을 소개한다. 첫 번째는 broadcast encryption에서 사용되는 CS(Complete Subtree)를 이용하는 기법이고 두 번째는 인증서의 유효성을 이진벡터로 표현한 새로운 기법인 BVS(Bit Vector Scheme)이다. BVS 및 CS를 이용하여 통신 오버헤드를 얼마나 줄일 수 있는지 보이고 관련된 방법들의 비교로 결론을 내린다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권9호
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• pp.3068-3086
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• 2022

Digital Forensics is gaining popularity in adjudication of criminal cases as use of electronic gadgets in committing crime has risen. Traditional approach to collecting digital evidence falls short when the disk is encrypted. Encryption keys are often stored in RAM when computer is running. An approach to acquire forensic data from RAM when the computer is shut down is proposed. The approach requires that the investigator immediately cools the RAM and transplant it into a host computer provisioned with a tool developed based on cold boot concept to acquire the RAM image. Observation of data obtained from the acquired image compared to the data loaded into memory shows the RAM chips exhibit some level of remanence which allows their content to persist after shutdown which is contrary to accepted knowledge that RAM loses its content immediately there is power cut. Results from experimental setups conducted with three different RAM chips labeled System A, B and C showed at a reduced temperature of -25C, the content suffered decay of 2.125% in 240 seconds, 0.975% in 120 seconds and 1.225% in 300 seconds respectively. Whereas at operating temperature of 25℃, there was decay of 82.33% in 60 seconds, 80.31% in 60 seconds and 95.27% in 120 seconds respectively. The content of RAM suffered significant decay within two minutes without power supply at operating temperature while at a reduced temperature less than 5% decay was observed. The findings show data can be recovered for forensic evidence even if the culprit shuts down the computer.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.1109-1122
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• 2016

무인증서 공개키 암호(Certificateless Public Key Encryption scheme)는 사용자 ID를 공개키로 사용함으로써 공개키 암호 시스템의 인증서 관리 문제를 해결하고 ID기반 암호 기법의 키 위탁(key escrow) 문제를 해결할 수 있는 기술이다. 이에 대한 연구가 활발히 진행되었음에도 불구하고, 기존의 여러 무인증서 암호 기법들은 사용자가 선택한 비밀값과 복호화 키 노출 공격에 대한 안전성을 고려하지 않고 설계되었다. 비밀값과 복호화 키 노출 공격이란 한 번이라도 공개키가 교체된 이후 이전에 사용했던 비밀값과 복호화 키가 노출된다면 그로부터 ID에 대응하는 부분 개인키를 획득해 현재의 정당한 복호화 키를 연산할 수 있는 공격이다. 본 논문에서는 키 노출 공격에 대해 안전한 새로운 안전성 모델을 제안하고, 해당 안전성 모델에서 기존의 무인증서 공개키 암호 기법들이 안전하지 않음을 보인다. 또한, 제안한 모델에서 안전한 새로운 무인증서 공개키 암호 기법을 제시하고, DBDH(Decision Bilinear Diffie-Hellman) 가정을 기반으로 안전성을 증명한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제6권3호
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• pp.427-433
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• 2002

차세대 블록 암호 표준인 AES(Advanced Encryption Standard) Rijndael(라인달) 암호 프로세서를 설계하였다. 단일 라운드 블록을 사용하여 라운드 변환을 반복 처리하는 구조를 체택하여 하드웨어 복잡도를 최소화하였다. 또한, 라운드 변환블록 내부에 서브 파이프라인 단계를 삽입하여 현재 라운드의 후반부 연산과 다음 라운드의 전반부 연산이 동시에 처리되도록 하였으며, 이를 통하여 암.복호 처리율이 향상되도록 설계함으로써, 면적과 전력소모가 최소화되도록 하였다. 128-b/192-b/256-b의 마스터 키 길이에 대해 라운드 변환의 전반부 4클록 주기에 on-the-fly 방식으로 라운드 키를 생성할 수 있는 효율적인 키 스케줄링 회로를 고안하였다. Verilog HDL로 모델링된 암호 프로세서는 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였다. 0.35-$\mu\textrm{m}$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 약 25.000개의 게이트로 구현되었으며, 2.5-V 전원전압에서 220-MHz 클록으로 동작하여 약 520-Mbits/sec의 성능을 갖다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.1133-1138
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• 2018

경량 블록암호화 (LEA: Lightweight Encryption Algorithm)는 암호화 연산의 효율성과 높은 보안성으로 인해 국내에서 가장 활발히 사용되고 있는 블록암호화 알고리듬이다. 지금까지 많은 LEA 구현 연구가 진행 되었지만 다양한 플랫폼과의 보안 통신이 필요한 사물인터넷 환경에 활용 가능한 일체형 구현 기법은 제시되고 있지 않다. 본 논문에서는 다양한 플랫폼과 효율적으로 보안 통신이 가능하도록 하는 일체형 구현 기법을 이용하여 LEA를 ARM Cortex-M3 프로세서 상에서 구현한다. 이를 위해 키생성과 암호화 과정에 필요한 인자들을 가용 가능한 레지스터를 이용하여 저장하였으며 바렐쉬프터 (Barrel-shifter)를 활용하여 회전 연산을 최적화하였다. 해당 기법은 라운드키를 저장하지 않기 때문에 저사양 프로세서 상에서 RAM의 사용량을 최소화한다. 구현 결과물은 ARM Cortex-M3 프로세서 상에서 평가되었으며 34 cycles/byte 안에 수행가능함을 확인할 수 있었다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제18권3호
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• pp.273-287
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• 2016

White-box cryptography presented by Chow et al. is an obfuscation technique for protecting secret keys in software implementations even if an adversary has full access to the implementation of the encryption algorithm and full control over its execution platforms. Despite its practical importance, progress has not been substantial. In fact, it is repeated that as a proposal for a white-box implementation is reported, an attack of lower complexity is soon announced. This is mainly because most cryptanalytic methods target specific implementations, and there is no general attack tool for white-box cryptography. In this paper, we present an analytic toolbox on white-box implementations of the Chow et al.'s style using lookup tables. According to our toolbox, for a substitution-linear transformation cipher on n bits with S-boxes on m bits, the complexity for recovering the $$O\((3n/max(m_Q,m))2^{3max(m_Q,m)}+2min\{(n/m)L^{m+3}2^{2m},\;(n/m)L^32^{3m}+n{\log}L{\cdot}2^{L/2}\}\)$$, where $m_Q$ is the input size of nonlinear encodings,$m_A$ is the minimized block size of linear encodings, and $L=lcm(m_A,m_Q)$. As a result, a white-box implementation in the Chow et al.'s framework has complexity at most $O\(min\{(2^{2m}/m)n^{m+4},\;n{\log}n{\cdot}2^{n/2}\}\)$ which is much less than $2^n$. To overcome this, we introduce an idea that obfuscates two advanced encryption standard (AES)-128 ciphers at once with input/output encoding on 256 bits. To reduce storage, we use a sparse unsplit input encoding. As a result, our white-box AES implementation has up to 110-bit security against our toolbox, close to that of the original cipher. More generally, we may consider a white-box implementation of the t parallel encryption of AES to increase security.