• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.1276-1284
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• 2017

우리나라 경량 블록암호 표준인 LEA 알고리듬을 8-비트 데이터 패스의 하드웨어로 구현하고, 구현된 LEA-128 암호 프로세서에 대해 상관관계 전력분석 공격의 취약성을 분석하였다. 본 논문에서 적용된 CPA는 공격을 위해 가정된 라운드키 값으로 계산된 데이터의 해밍 거리와 LEA 암호 프로세서의 전력 소모량 사이의 상관 계수를 분석함으로써 올바른 라운드키 값을 검출한다. CPA 공격 결과로, 최대 상관계수가 0.6937, 0.5507인 올바른 라운드키 값이 검출되었으며, 블록암호 LEA가 전력분석 공격에 취약함이 확인되었다. CPA 공격에 대한 대응 방안으로 TRNG(True Random Number Generator) 기반의 매스킹 방법을 제안하였다. TRNG에서 생성되는 난수를 암호화 연산 중간 값에 더하는 마스킹 기법을 적용한 결과, 최대 상관계수가 0.1293와 0.1190로 매우 작아 잘못된 라운드키 값이 분석되었으며, 따라서 제안된 마스킹 방법이 CPA 공격에 강인함을 확인하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.1017-1023
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• 2013

스마트폰의 사용이 증가하고 사용처가 다양해지면서 뱅킹, 결제, 인증을 위한 보안 어플리케이션이 스마트폰에 구동되고 있다. 보안 서비스를 제공하기 위해 RSA, AES, ECC 등의 암호 알고리즘을 스마트폰 CPU로 연산하고 있지만 스마트폰 CPU는 전자기파분석 공격과 같은 부채널분석 공격에 대한 안전도를 고려하지 않고 있다. G. Kenworthy는 2012년 DesignCon에서 스마트폰에서 동작하는 암호 알고리즘의 전자기파분석 공격에 대한 취약성을 발표하였다. 본 논문에서는 G. Kenworthy의 전자기파분석 실험 환경을 개선하여 안드로이드 기반 스마트폰 상에서 동작하는 상용 보안 어플리케이션의 전자기파분석 공격에 대한 취약성 분석 실험을 수행하였다. 실험 결과 상용 보안 어플리케이션 내에서 동작하는 암호 알고리즘의 전자기파분석 공격에 대한 취약점을 확인하였다. 실험 장비 설정값에 따라 Google의 Play 스토어 동작 중에 방사되는 전자기파 신호에서 w-NAF 스칼라곱셈 연산 구간 구분이 가능하였으며, w-NAF 스칼라곱셈의 스칼라값이 '0'인지 '0'이 아닌지도 구분 가능하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권12호
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• pp.4568-4587
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• 2014

Authentication of videos and images based on the content is becoming an important problem in information security. Unfortunately, previous studies lack the consideration of Kerckhoffs's principle in order to achieve this (i.e., a cryptosystem should be secure even if everything about the system, except the key, is public knowledge). In this paper, a solution to the problem of finding a relationship between a frame's index and its content is proposed based on the creative utilization of a robust manifold feature. The proposed solution is based on a novel semi-fragile watermarking scheme for H.264/AVC video content authentication. At first, the input I-frame is partitioned for feature extraction and watermark embedding. This is followed by the temporal feature extraction using the Isometric Mapping algorithm. The frame index is included in the feature to produce the temporal watermark. In order to improve security, the spatial watermark will be encrypted together with the temporal watermark. Finally, the resultant watermark is embedded into the Discrete Cosine Transform coefficients in the diagonal positions. At the receiver side, after watermark extraction and decryption, temporal tampering is detected through a mismatch between the frame index extracted from the temporal watermark and the observed frame index. Next, the feature is regenerate through temporal feature regeneration, and compared with the extracted feature. It is judged through the comparison whether the extracted temporal watermark is similar to that of the original watermarked video. Additionally, for spatial authentication, the tampered areas are located via the comparison between extracted and regenerated spatial features. Experimental results show that the proposed method is sensitive to intentional malicious attacks and modifications, whereas it is robust to legitimate manipulations, such as certain level of lossy compression, channel noise, Gaussian filtering and brightness adjustment. Through a comparison between the extracted frame index and the current frame index, the temporal tempering is identified. With the proposed scheme, a solution to the Kerckhoffs's principle problem is specified.

• 정보보호학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.587-601
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• 2016

본 논문에서는 SPA와 DPA 모두에 안전한 스칼라 레코딩 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 스칼라 레코딩을 이용한 전력분석공격의 대응방법으로써 음수 표현을 사용한 스칼라 레코딩 방법이다. 제안하는 방법은 각 digit에 대해 모두 동일한 패턴의 연산을 수행하도록 레코딩하여 SPA에 안전하다. 또한 랜덤수에 따라 랜덤한 레코딩 결과를 생성하도록 하여 DPA에 안전하다. 그리고 타원곡선 덧셈 연산이 digit의 부호에 대한 SPA에 안전하도록 사전연산 테이블과 변형한 타원곡선 덧셈 알고리즘을 적용한다. 제안하는 방법은 단독 사용으로 SPA와 DPA 모두에 안전하므로 보다 효율적인 안전성을 제공한다. 제안하는 방법을 사용하면 SPA와 DPA에 안전한 기존의 스칼라 레코딩에 비해 연산효율이 11% 이상 향상된다.

• 정보보호학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.453-460
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• 2014

오류주입공격(Fault Injection Attack)은 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 구현된 암호칩에 인위적으로 오류를 주입 또는 발생시켜 암호 알고리즘 동작/수행을 방해함으로써 칩에 내장된 정보를 찾아내는 공격으로, 이 중 레이저를 이용한 오류주입공격은 특히 성공적인 것으로 입증된 바 있다. 본 논문에서는 기존의 플래쉬 펌프 방식의 레이저와 광섬유 레이저 모델을 병렬 결합한 이중모드 레이저 방식으로 개선된 레이저 프루빙 시스템을 제안하였다. 제안된 방법은 에너지 출력은 높으나 주파수 반복률이 낮아 오류주입공격 실험에 적합하지 않은 기존의 플래쉬 펌프 방식 레이저를 레이저 절단용으로 활용하고, 추가로 별도의 오류주입을 위한 고주파 반복률을 갖는 레이저를 단순 병렬 결합시키는 방법이다. 오류주입을 위해 결합된 제 2의 신규 레이저는 반도체 레이저와 광섬유 레이저를 선택하여 두 가지 시스템을 설계하였으며, 이에 따른 장 단점을 비교분석하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제29권5호
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• pp.997-1006
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• 2019

본 논문에서는 기존 전력 분석 공격의 어려움과 비효율성을 극복하기 위해 딥 러닝 기반의 MLP(Multi-Layer Perceptron) 알고리즘을 기반으로 한 공격 모델을 사용하여 암호 디바이스의 비밀 키를 찾는 공격을 시도하였다. 제안하는 전력 분석 공격 대상은 XMEGA128 8비트 프로세서 상에서 구현된 AES-128 암호 모듈이며, 16바이트의 비밀 키 중 한 바이트씩 복구하는 방식으로 구현하였다. 실험 결과, MLP 기반의 전력 분석 공격은 89.51%의 정확도로 비밀 키를 추출하였으며 전처리 기법을 수행한 경우에는 94.51%의 정확도를 나타내었다. 제안하는 MLP 기반의 전력 분석 공격은 학습을 통한 feature를 추출할 수 있는 성질이 있어 SVM(Support Vector Machine)과 같은 머신 러닝 기반 모델보다 우수한 공격 특성을 보임을 확인하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.149-156
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• 2011

전력 분석 공격이 소개되면서 다양한 대응법들이 제안되었고 그러한 대응법들 중 블록 암호의 경우, 암/복호화 연산도중 중간 값이 전력 측정에 의해 드러나지 않도록 하는 마스킹 기법이 잘 알려져 있다. 블록 암호의 마스킹 기법은 비선형 연산에 대한 비용이 가장 크며, 따라서 AES, ARIA, SEED의 경우 S-box에 대한 대응법을 효율적으로 설계해야만 한다. 하지만 기존의 AES, ARIA, SEED의 S-box에 대한 대응 방법은 마스킹 S-box 테이블을 사용하는 방법으로 하나의 S-box당 256 bytes의 RAM을 필수적으로 사용한다. 하지만 가용 RAM의 크기가 크지 않은 경량보안 디바이스에 이러한 기존의 대응법은 사용이 부적합하다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하기 위해 마스킹 S-box 테이블을 사용하지 않는 새로운 대응법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 새로운 대응 기법은 비용이 적은 ROM을 활용, RAM의 사용량을 줄일 뿐 아니라 마스킹 S-box 테이블 생성 시간을 소요하지 않으므로 축소 라운드마스킹 기법 적용 시 고속화도 가능하다.

• 정보보호학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.17-24
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• 2010

차분 오류 공격(DFA) 은 블록 암호의 안전성 분석에 널리 사용되는 부채널 공격 기법으로서, 대표적인 블록 암호인 DES, AES, ARIA, SEED 등에 적용되었다. 기제안된 SEED에 대한 DFA는 라운드 16의 입력값에 영구적인 에러를 주입한다는 가정을 이용한다. 본 논문에서는 SEED의 라운드 차분의 특성 분석과 덧셈 차분의 특성을 이용하여 SEED에 대한 DFA를 제안한다. 본 논문에서 사용하는 공격 가정은 특정 레지스터에 1-비트 오류를 주입한다는 것이다. 이 공격을 이용하여 약 $2^{32}$번의 간단한 산술 연산으로 SEED의 라운드 키 및 마스터 키를 복구할 수 있다. 이는 일반적인 PC에서 수 초 내에 가능함을 의미한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.21-28
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• 2009

전력분석 공격이 소개되면서 다양한 대응법들이 제안되었고 그러한 대응법들 중 블록 암호의 경우, 암/복호화 연산, 키 스케줄 연산 도중 중간 값이 전력 측정에 의해 드러나지 않도록 하는 마스킹 기법이 잘 알려져 있다. 블록 암호의 마스킹 기법은 비선형 연산에 대한 비용이 가장 크며, 따라서 AES의 경우 가장 많은 비용이 드는 연산은 S-box의 역원 연산이다. 이로 인해 마스킹 역원 연산에 대한 비용을 단축시키기 위해 다양한 대응법들이 제안되었고, 그 중 Zakeri의 방법은 복합체 위에서 정규 기저를 사용한 가장 효율적인 방법으로 알려져 있다. 본 논문에서는 복합체 위에서의 마스킹 역원 연산 방식을 변형, 중복되는 곱셈을 발견함으로써 기존 Zakeri의 방법보다 총 게이트 수가 10.5% 절감될 수 있는 마스킹 역원 방법을 제안한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제30권6호
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• pp.1263-1270
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• 2020

차분 오류 공격은 암호화 장비에 인위적인 오작동을 유도하여 발생한 오류 암호문과 정상 암호문의 차분을 이용해 비밀키를 분석하는 기법이다. 일반적으로 차분 오류 공격은 암호 알고리즘의 중간값을 변조시켰을 때의 결과를 이용한다. 반면, 우리는 함수 전체를 생략시켰을 때의 결과를 이용하는 차분 오류 공격을 제안한다. 제안한 기법은 단일 오류 주입 암호문으로 수 초 이내에 전체 비밀키 복구가 가능한 매우 낮은 공격 복잡도를 갖는다. 또한, 우리는 오류가 함수 생략을 유도했는지 검증하는 방안을 제시함으로써 공격자 가정을 현실적으로 낮췄다. 제안한 기법을 실험적으로 검증하기 위해 Riscure 사의 Piñata 보드에 대한 오류 주입 공격을 수행한 결과 함수 생략으로 유도되지 않은 모든 오류 암호문을 거를 수 있었으며, 수 초 내에 비밀키 복구에 성공했다.