• 정보보호학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.33-41
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• 2010

중국인의 나머지 정리에 기반한 RSA-CRT 알고리즘은 오류 주입 공격에 취약하다는 점이 실험적으로 검증되었다. 본 논문에서는 RSA-CRT 알고리즘에 대한 현재까지의 오류 주입 공격 방어 대책을 분석하고 최근 제시된 Abid와 Wang이 제안한 대응 방법의 취약점을 분석한다. 이를 바탕으로 이중 멱승과 오류 확산 기법을 사용한 오류 주입 공격 대응책을 제시한다. 논문에서 제안한 방식은 오류 확산용 검증 정보를 이중 멱승 기법을 이용하여 효율적으로 계산하도록 하였으며 수동적 부채널 공격인 단순 전력 분석 공격과 (N-1) 공격에 강한 멱승 알고리즘을 개발하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제32권4호
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• pp.607-615
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• 2022

SITM (See-In-The-Middle) 공격은 부채널 정보를 활용한 차분 분석 기법 중 하나로, CHES 2020에서 제안되었다. 이 기법은 부분적으로 부채널 마스킹이 적용된 블록암호에서 부채널 마스킹이 적용되지 않은 중간 라운드의 전력 파형을 이용해 차분 분석을 진행한다. 블록암호 GIFT는 CHES 2017에 제안된 경량암호로, 블록암호 PRESENT에서 발견된 취약점을 보완하고 더욱 효율적인 구현이 가능하도록 설계되었다. 본 논문에서는 부분 마스킹이 적용된 GIFT-128에 대한 SITM 공격을 제안한다. 이 공격은 4-라운드와 6-라운드 부분 마스킹이 적용된 GIFT-128을 공격대상으로 하며, 공격에 필요한 시간/데이터 복잡도는 각각 2^14.01 /2^14.01, 2¹⁶ /2¹⁶ 이다. 본 논문에서는 SITM 공격에서 사용 가능한 마스터키 복구 논리를 비교하여, 상황에 따라 더욱 효율적인 논리를 선택하는 기준을 성립한다. 마지막으로, NIST 표준 경량암호 공모사업 최종 후보 중 하나인 GIFT-COFB에 해당 공격을 적용하는 방안을 제시한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.33-41
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• 2012

차분 오류 공격은 부채널 공격 기법 중 하나로 DES, AES, ARIA, SEED 등 대표적인 블록 암호 안전성 분석에 널리 사용되었다. PRESENT는 80/128-비트 비밀키를 사용하는 31-라운드 SPN 구조의 64-비트 블록 암호이다. 기제안된 PRESENT에 대한 차분 오류 공격들은 8~64개의 오류를 주입하여 80/128-비트 비밀키를 복구하였다. 본 논문에서는 이를 개선하여 PRESENT-80에 대해 2개의 오류를 주입하여 평균 1.7개의 비밀키를 남기고, PRESENT-128에 대해 3개의 오류를 주입하여 $2^{22.3}$개의 비밀키 후보를 구한다. 이 후 전수 조사를 통해 비밀키를 유일하게 복구한다. 이 공격은 기제안된 PRESENT의 차분 오류 공격보다 더 적은 수의 오류를 주입하여 효과적으로 비밀키를 복구한다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2012년도 제46차 하계학술발표논문집 20권2호
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• pp.389-392
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• 2012

스마트폰의 USIM은 사용자가 별도로 인증정보를 입력할 필요가 없는 매우 편리한 인증 방법을 제공한다. 그러나 USIM에 저장된 정보가 외부로 유출될 경우 공격자가 손쉽게 정당한 사용자로 위장할 수 있는 문제점이 있다. 특히 USIM은 스마트카드에서 실행되는 어플리케이션이므로 기존에 스마트카드에 적용되었던 부채널 분석 공격 기법들이 USIM에도 적용 가능할 것으로 예상된다. 이에 본 논문에서는 스마트폰 USIM에 대한 부채널 분석 공격 가능성에 대해서 분석하고 스마트폰 USIM에 적용될 수 있는 부채널 분석 환경을 제안한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.43-50
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• 2022

CPA(Correlation Power Analysis)는 암호 알고리즘이 탑재된 공격 대상 장비의 미세한 소비전력을 측정하여 90% 이상의 확률로 암호 알고리즘에 사용된 비밀키를 추측하는 부채널 공격 방법이다. CPA는 통계를 기반으로 분석을 수행하기 때문에 반드시 많은 양의 데이터가 요구된다. 따라서 CPA는 매회 공격을 위해 약 15분 이상 소비전력을 측정해야만 한다. 본 논문에서는 CPA의 데이터 수집 문제를 해결하기 위해 입력데이터를 축적하고 결과를 예측할 수 있는 CNN(Convolutional Neural Network)을 사용하는 방법을 제안한다. 사전에 공격 대상 장비의 소비전력을 수집 및 학습을 통해 임의의 소비전력을 입력시키면 즉각적으로 비밀키를 추정할 수 있어 연산속도를 향상하고 96.7%의 비밀키 추측 정확도를 나타냈다.

• 정보보호학회논문지
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• 제30권2호
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• pp.179-187
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• 2020

FBC(Fixed-Base Comb)는 사전계산된 참조 테이블을 활용하여 ECDSA(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) 서명 생성의 핵심 연산인 스칼라 곱을 효율적으로 연산하는 방법이다. FBC는 비밀정보에 의존하여 테이블을 참조하고 테이블의 값은 공개되어 있기 때문에 단일파형 부채널 공격 기법인 수평상관분석(HCA, Horizontal Correlation Analysis)에 의해 그 비밀정보가 드러날 수 있다. 그러나 HCA는 통계 분석의 일종으로 하나의 스칼라 곱 파형으로부터 충분한 수의 단위 연산 파형을 얻을 수 있어야만 공격에 성공할 수 있다. ECDSA 서명 생성에 쓰이는 스칼라 곱의 경우 RSA 거듭제곱에 비해 HCA에 이용 가능한 단위 연산 파형의 수가 현저히 적어 공격에 실패할 수 있다. 본 논문에서는 FBC와 같은 참조 테이블 기반 스칼라 곱에 대하여 향상된 HCA를 제안한다. 제안하는 기법은 충돌 분석으로 중간값이 같은 단위 연산 파형을 식별함으로써 공격에 이용되는 단위 연산 파형의 수를 증가시켜 HCA의 공격 성능을 향상시킨다. 제안하는 기법은 사용된 타원곡선 파라미터의 보안 강도가 높을수록 공격 성능이 향상하는 특징이 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권2호
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• pp.1100-1123
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• 2019

A code-based cryptosystem can resist quantum-computing attacks. However, an original system based on the Goppa code has a large key size, which makes it unpractical in embedded devices with limited sources. Many special error-correcting codes have recently been developed to reduce the key size, and yet these systems are easily broken through side channel attacks, particularly differential power analysis (DPA) attacks, when they are applied to hardware devices. To address this problem, a higher-order masking scheme for a McEliece cryptosystem based on the quasi-dyadic moderate density parity check (QD-MDPC) code has been proposed. The proposed scheme has a small key size and is able to resist DPA attacks. In this paper, a novel McEliece cryptosystem based on the QD-MDPC code is demonstrated. The key size of this novel cryptosystem is reduced by 78 times, which meets the requirements of embedded devices. Further, based on the novel cryptosystem, a higher-order masking scheme was developed by constructing an extension Ishai-Sahai-Wagne (ISW) masking scheme. The authenticity and integrity analysis verify that the proposed scheme has higher security than conventional approaches. Finally, a side channel attack experiment was also conducted to verify that the novel masking system is able to defend against high-order DPA attacks on hardware devices. Based on the experimental validation, it can be concluded that the proposed higher-order masking scheme can be applied as an advanced protection solution for devices with limited resources.

• 정보보호학회논문지
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• 제32권2호
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• pp.155-162
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• 2022

CHES 2020에서 제안된 SITM (See-In-The-Middle) 공격은 차분 분석과 부채널 분석이 조합된 분석 기법의 일종으로 SNR (Signal-to-Noise Ratio)이 낮은 열악한 환경에서도 적용할 수 있다. 이 공격은 부분 1차 또는 고차 마스킹으로 구현된 블록암호를 공격대상으로 하여, 마스킹 되지 않은 중간 라운드의 취약점을 이용한다. 블록암호 PRESENT는 CHES 2007에 제안된 경량 블록암호로, 저전력 환경에서 효율적으로 구현 가능하도록 설계되었다. 본 논문에서는 차분 패턴들을 이용하여 14-라운드 부분 마스킹으로 구현된 PRESENT에 대한 SITM 공격을 제안한다. 기존 공격은 4-라운드 부분 마스킹 구현된 PRESENT에 적용 가능했지만 본 공격은 더 많이 마스킹된 구현에도 유효하며, 이는 PRESENT가 본 공격에 내성을 가지기 위해서는 16-라운드 이상의 부분 마스킹이 필요함을 보인다.

• 정보보호학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.27-33
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• 2011

FDTC'05와 CISC-W'10에서는 오류 주입을 통하여 타깃 알고리즘의 라운드 수를 감소시킴으로써 AES와 Triple-DES의 비밀키를 각각 찾을 수 있음을 보였다. 본 논문에서는 이 공격 아이디어를 HMAC에 적용하여 비밀키를 복구할 수 있음을 보인다. 본 논문에서 제안하는 공격은 MD 계열의 해쉬 함수가 사용된 HMAC에 적용 가능하며, 매우 적은 계산 복잡도로 비밀키를 복구할 수 있다. 특히, HMAC-SHA-2에 대한 공격 결과는 HMAC-SHA-2에 대한 첫 번째 키 복구 공격 결과이다.

• 정보보호학회논문지
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• 제30권4호
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• pp.527-536
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• 2020

정보보호용 디바이스의 부채널 정보인 소비 전력 파형을 이용하면 내장된 비밀 키 뿐만 아니라 동작 명령어를 복구할 수 있음이 밝혀졌다. 최근에는 MLP 등과 같은 딥러닝 모델을 이용한 프로파일링 기반의 부채널 공격들이 연구되고 있다. 본 논문에서는 마이크로 컨트롤러 AVR XMEGA128-D4가 사용하는 명령어에 대한 역어셈블러를 구현하였다. 명령어에 대한 템플릿 파형을 수집하고 전처리하는 과정을 자동화하였으며 CNN 딥러닝 모델을 사용하여 명령-코드를 분류하였다. 실험 결과, 전체 명령어는 약 87.5%의 정확도로, 사용 빈도가 높은 주요 명령어는 99.6%의 정확도로 분류될 수 있음을 확인하였다.