• 전자공학회논문지CI
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• 제49권3호
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• pp.74-80
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• 2012

최근 Nakatsu는 전력파형의 정보가 충분하지 못한 환경에서 분석 성능을 향상 시키는 하드웨어 AES(Advanced Encryption Standard)에 대한 다중 라운드 CPA (Correlation Power Analysis, CPA) 분석기법을 제안하였다. 본 논문에서는 하드웨어로 구현된 DES(Data Encryption Algorithm)에 1라운드와 2 라운드를 분석하여 마스터키를 찾아내는 다중 라운드 CPA 분석 방법을 제안한다. 제안된 다중 라운드 CPA 분석 기법은 DPA Contest에서 제공한 하드웨어 DES 암호 알고리즘의 전력파형을 사용하여 시뮬레이션을 하였다. 그 결과 300개의 전력파형의 정보만으로도 마스터키의 모든 정보를 찾을 수 있었다. 또한 단일라운드 CPA 분석 기법보다 다중라운드 CPA 기법이 더 효과적으로 마스터키를 분석하는 것을 검증하였다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2002년도 춘계학술발표논문집(하)
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• pp.920-925
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• 2002

급속히 고갈되어가는 IPv4의 주소 부족 문제를 해결하기 위하여, 차세대 인터넷 프로토콜 (IP)인 IPv6가 제안되었고 실용화 단계까지 진행되고 있다. IPv6에서의 요구 사항 중의 하나인 IPSec은 IPv4의 취약한 보안 기능을 강화하는 것이다. 현재 IPSec에서 반드시 구현되어야 할 암호화 알고리즘으로 MD5, SHA1, 3DES와 더불어 최근 표준안으로 채택된 AES(Rijndael)을 요구하고 있다. IPv6의 고속 수행을 위하여는 IPSec이 하드웨어로 구현될 필요성이 있으므로, 본 논문에서는 IPv6용 IPSec 칩에 탑재할 AES 하드웨어 모듈을 구현하였다. 제안된 하드웨어 모듈은 효율적인 알고리즘의 수행과 구현을 위하여, 암호화/복호화 단계가 동일한 구조로 동작하도록 설계하였으며, 가변적인 128, 196,256 비트의 키에 대하여 같은 로직을 사용하도록 설계하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권1호
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• pp.296-308
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• 2015

Advanced Encryption Standard (AES) is widely used for protecting wireless sensor network (WSN). At the Workshop on Cryptographic Hardware and Embedded Systems (CHES) 2012, G$\acute{e}$rard et al. proposed an optimized collision attack and break a practical implementation of AES. However, the attack needs at least 256 averaged power traces and has a high computational complexity because of its byte wise operation. In this paper, we propose a novel double sieve collision attack based on bitwise collision detection, and an improved version with an error-tolerant mechanism. Practical attacks are successfully conducted on a software implementation of AES in a low-power chip which can be used in wireless sensor node. Simulation results show that our attack needs 90% less time than the work published by G$\acute{e}$rard et al. to reach a success rate of 0.9.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.1963-1969
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• 2012

유비쿼터스 시대를 맞이한 현재 RFID(Radio Frequency Identification)의 사용은 급속한 증가추세에 있으며, 생활전반에 걸쳐 사용되고 있다. 무선주파수를 이용하여 자동으로 데이터를 인식할 수 있는 RFID 시스템은 개인정보보호나 보안에 대해 취약하다. 또한 암호학적 안정성을 적용하기에 수동형 태그의 경우 하드웨어적으로 제한적인 문제를 가지고 있다. 본 논문에서는 임의비표(Nounce)라는 난수를 AES 암호화 알고리즘의 키로 사용하고 리더와 태그는 상호인증을 한다. 임의비표의 사용으로 보안적 취약점을 강화하고, 상호인증을 마친 후에만 서버에 접근하기 때문에 서비스 거부공격에 안전하다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.485-487
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• 2017

국제 표준화 기구인 ISO/IEC에서 10118-3 표준으로 채택된 Whirlpool 해시 함수는 AES 블록 암호와 유사한 SPN(Substitution Permutation Network) 구조를 기반으로 하여 메시지의 무결성을 제공하는 알고리듬이다. 본 논문에서는 Whirlpool 해시 함수의 하드웨어 구현에 대해서 기술한다. 라운드 블록은 64-비트 데이터 패스로 설계하였으며, 10회의 라운드에 걸쳐서 암호화가 진행된다. 면적을 최소화하기 위해 키 확장과 암호화 알고리듬은 동일한 하드웨어를 사용한다. Verilog HDL을 이용해 Whirlpool 해시 함수를 모델링하였고, ModelSim으로 시뮬레이션을 수행하여 정상 동작을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.798-803
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• 2005

본 논문은 IEEE 802.11i 무선 랜 보안을 위한 AES(Advanced Encryption Standard) 기반 CCMP Core의 설계에 대해서 기술한다. 설계된 CCMP 코어는 데이터 기밀성을 위한 counter 모드와 사용자 인증 및 데이터 무결성 검증을 위한 CBC(Cipher Block Chaining) 모드가 두개의 AES 암호 코어로 병렬 처리되도록 함으로써 전체 성능의 최적화를 이루었다. AES 암호 코어의 하드웨어 복잡도에 가장 큰 영향을 미치는 S-box를 composite field 연산방식을 적용하여 설계함으로써 기존의 LUT(Lookup Table)로 구현하는 방식에 비해 게이트 수가 약 $20\%$ 감소되도록 하였다. 0.25-um CMOS cell 라이브러리로 합성한 결과 13,360개의 게이트로 구현되었으며, 54-MHz의 클럭으로 안전하게 동작하여 168 Mbps의 성능이 예상된다. 설계된 CCMP코어는 Altera Excalibur SoC 칩에 구현하여 동작을 검증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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• pp.367-370
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• 2005

본 논문은 IEEE 802.11i 무선 랜 보안을 위한 AES(Advanced Encryption Standard) 기반 CCMP Core의 설계에 대해서 기술한다. 설계된 CCMP 코어는 데이터 기밀성을 위한 counter 모드와 사용자 인증 및 데이터 무결성 검증을 위한 CBC(Cipher Block Chaining) 모드가 두개의 AES 암호 코어로 병렬 처리되도록 함으로써 전체 성능의 최적화를 이루었다. AES 암호 코어의 하드웨어 복잡도에 가장 큰 영향을 미치는 S-box를 composite field 연산방식을 적용하여 설계함으로써 기존의 LUT(Lookup Table)로 구현하는 방식에 비해 게이트 수가 약 25% 감소되도록 하였다. 0.25-um CMOS cell 라이브러리로 합성한 결과 15,450개의 게이트로 구현되었으며, 50-MHz의 클럭으로 안전하게 동작하여 128 Mbps의 성능이 예상된다. 설계된 CCMP코어는 Altera Excalibur SoC 칩에 구현하여 동작을 검증하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.1-12
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• 2013

정보보호 시스템은 소프트웨어, 하드웨어, FPGA(Field Programmable Array) 디바이스를 이용하여 구현되었다. S/W의 구현은 다양한 정보보호 알고리즘에 대해 높은 유연성을 제공하나 속도, 전력, 안전성 측면에서 매우 취약하며, ASIC 구현은 속도, 전력 측면에서는 매우 우수하지만 구현의 특성상 다양한 보안 플랫폼을 지원할 수 없다. 이러한 문제점들의 상충관계를 개선하기 위해 최근 FPGA 디바이스 상에서의 구현이 많이 이루어 졌다. 본 논문에서는 다양한 환경에서의 정보보호 서비스를 제공하기위한 정보보호 시스템을 위한 FPGA 기반 하드웨어 가속기를 설계한다. 개발한 정보보호 시스템은 비밀키 암호알고리즘(AES : Advanced Encryption Standard), 암호학적 해쉬(SHA-256 : Secure Hash Algorithm-256), 공개키 암호알고리즘(ECC : Elliptic Curve Cryptography)을 수행할 수 있으며, Integrated Interface에 의해 제어된다. 또한 기존의 시스템에 비해 다양한 정보보호 알고리즘을 지원하여 활용도를 높였으며, 파라미터에 따라 상충관계를 개선 할 수 있기 때문에 저 비용 응용뿐만 아니라 고속의 통신장비에도 적용이 가능하다.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.207-213
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• 2019

최근 IoT 산업에서 보안의 중요성이 증가하고 있으며, IoT (internet of things) 통신 산업에서는 소형의 하드웨어 칩이 필요하다. 이를 위해 본 논문에서는 대표적인 블록 암호 알고리즘인 AES (advanced encryption standard), ARIA (academy, research, institute, agency)와 CLEFIA를 통합한 저면적 암호화 프로세서를 제안한다. 제안하는 암호화 프로세서는 128 비트 기반으로 라운드 키 생성 과정과 암호화 및 복호화 과정을 하나로 공유하였으며, 각각 알고리즘의 구조를 공유 시켜 면적을 축소하였다. 더불어, 경량 IoT 기기를 포함한 대부분의 IoT 기기나 시스템에 적용이 가능하도록 구현하였다. 본 프로세서는 Verilog HDL (hardware description language)로 기술되었고65nm CMOS 공정을 통해 논리 합성하여 11,080개의 논리 게이트로 구현 가능함을 확인하였다. 결과적으로 각 알고리즘 개별 구현 대비 gate 수 총계에서 약42%의 이점을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제8권6호
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• pp.717-726
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• 2002

본 연구에서는 최근 미국표준기술연구소(NIST)에 의해 암호화 표준 알고리즘으로 채택된 AES 알고리즘을 Altera FLEX10KE 계열의 하드웨어로 구현하는 여러 가지 방법들에 대하여 VHDL 설계를 이용하여 전반적으로 분석하였다. 구현 방법들로는 기본 구조, 루프 언롤링, 라운드 내부 파이프라이닝, 라운드 외부 파이프라이닝, 그리고 5-box의 자원 공유 등을 사용하였다. 이 연구에서 VHDL 설계 및 시뮬레이견은 Altera 사의 Maxplus2 9.64를 이용하였으며, FPGA는 Altera 사의 FLEX10KE 계열을 사용하였다. 결과에 따르면, 4-단계 라운드 내부 파이프라이닝 구현 방법이 성능대가격비 면에서 가장 우수한 것으로 나타난 반면에, 루프 언롤링 방법이 가장 뒤떨어지는 것으로 나타났다.