• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제9권1호
• /
• pp.280-295
• /
• 2015

Block cipher ARIA was first proposed by some South Korean experts in 2003, and later, it was established as a Korean Standard block cipher algorithm by Korean Agency for Technology and Standards. In this paper, we focus on the security evaluation of ARIA block cipher against the recent zero-correlation linear cryptanalysis. In addition, Partial-sum technique and FFT (Fast Fourier Transform) technique are used to speed up the cryptanalysis, respectively. We first introduce some 4-round linear approximations of ARIA with zero-correlation, and then present some key-recovery attacks on 6/7-round ARIA-128/256 with the Partial-sum technique and FFT technique. The key-recovery attack with Partial-sum technique on 6-round ARIA-128 needs $2^{123.6}$ known plaintexts (KPs), $2^{121}$ encryptions and $2^{90.3}$ bytes memory, and the attack with FFT technique requires $2^{124.1}$ KPs, $2^{121.5}$ encryptions and $2^{90.3}$ bytes memory. Moreover, applying Partial-sum technique, we can attack 7-round ARIA-256 with $2^{124.6}$ KPs, $2^{203.5}$ encryptions and $2^{152}$ bytes memory and 7-round ARIA-256 employing FFT technique, requires $2^{124.7}$ KPs, $2^{209.5}$ encryptions and $2^{152}$ bytes memory. Our results are the first zero-correlation linear cryptanalysis results on ARIA.

• ETRI Journal
• /
• 제44권3호
• /
• pp.512-523
• /
• 2022

Random delay countermeasures introduce random delays into the execution flow to break the synchronization and increase the complexity of the side channel attack. A novel method for attacking devices with random delay countermeasures has been proposed by using a maximal overlap discrete wavelet transform (MODWT)-based power trace alignment algorithm. Firstly, the random delay in the power traces is sensitized using MODWT to the captured power traces. Secondly, it is detected using the proposed random delay detection algorithm. Thirdly, random delays are removed by circular shifting in the wavelet domain, and finally, the power analysis attack is successfully mounted in the wavelet domain. Experimental validation of the proposed method with the National Institute of Standards and Technology certified Advanced Encryption Standard-128 cryptographic algorithm and the SAKURA-G platform showed a 7.5× reduction in measurements to disclosure and a 3.14× improvement in maximum correlation value when compared with similar works in the literature.

• 정보보호학회논문지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.1091-1102
• /
• 2014

전력 분석 공격은 물리적 장치에 내장된 암호 알고리듬을 수행할 때 발생하는 부채널 전력 정보를 이용하여 사용자의 비밀 키를 찾아내는 공격 기법이다. 특히, RSA와 같은 공개 키 암호 시스템에 사용되는 멱승은 수백 번의 모듈라 곱셈으로 이루어져 있는데 이 연산이 전력 분석 공격의 목표가 되어 왔다. 최근에는 동일한 입력을 가지는 두 개의 모듈라 곱셈에서 발생한 전력의 상관 분석을 통해 비밀 키를 추출하는 공격이 제안되었다. 본 논문에서는 모듈라 곱셈의 입력충돌에 기반한 부채널 공격의 원리를 살펴보고 정규화 특성을 갖는 멱승 알고리듬에 대한 취약성을 분석하였다. 또한, 충돌 입력쌍을 이용한 상관 전력 분석 공격을 포함한 기존 부채널 공격에 대응할 수 있는 효율적인 멱승 방법을 제안하고 안전성을 비교 분석하였다.

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

• 한국통신학회논문지
• /
• 제34권7C호
• /
• pp.640-648
• /
• 2009

합산수열 발생기는 간단한 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현될 수 있고, 주기와 선형복잡도가 높은 특정이 있어 유비쿼터스 시대의 이동환경 보안장치에 적합하다. 하지만 Dawson의 각개공격과 Golic의 상관성공격 및 Meier의 고속 상관성공격에 의해 취약성이 노출되었다. 본 논문에서는 CCC-NSG를 제안한다. CCC-NSG에서는 합산수열 발생기 형태의 $E_0 $알고리즘을 개선하여 선형 LFSR 중 일부를 비션형 NFSR로 교체하였고, 클럭을 랜덤화해서 순환 클럭 조절함으로서 출력되는 키 수열의 안전성 ($2^{128}$보안 레벨)을 높였다. 또한, 제안 알고리즘에 대한 안전성 분석 및 성능을 분석하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
• /
• 제5권3호
• /
• pp.158-163
• /
• 2012

본 논문에서 나이브 베이지안 알고리즘, 데이터 마이닝, Fuzzy logic을 이용하여 이상 공격과 오용 공격을 탐지하는 하이브리드 침입탐지시스템인 FHIDS(Fuzzy logic based Hybrid Intrusion Detection System)을 설계하였다. 본 논문에서 설계한 FHIDS의 NB-AAD(Naive Bayesian based Anomaly Attack Detection)기법은 나이브 베이지안 알고리즘을 이용해 이상 공격을 탐지하고, DM-MAD(Data Mining based Misuse Attack Detection)기법은 데이터 마이닝 알고리즘을 이용하여 패킷들의 연관 규칙을 분석하여 새로운 규칙기반 패턴을 생성하거나 변형된 규칙 기반 패턴을 추출함으로써, 새로운 공격이나 변형된 공격을 탐지한다. 그리고 FLD(Fuzzy Logic based Decision)은 NB-AAD과 DM-MAD의 결과를 이용하여 정상인지 공격인지를 판별한다. 즉, FHIDS는 이상과 오용공격을 탐지 가능하며 False Positive 비율을 감소시키고, 변형 공격 탐지율을 개선한 하이브리드 공격탐지시스템이다.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제44권3호
• /
• pp.33-40
• /
• 2007

본 논문에서는 최근 새롭게 발견된 low-rate TCP (LRT) 공격과 이 공격을 감지하기 위한 DTW (Dynamic Time Warping) 알고리즘을 분석하고 공격 검출에 대한 성능 향상을 위한 스케일링 기반 DTW (Scaling based DTW; S-DTW) 알고리즘을 소개한다. Low-rate TCP 공격은 대용량 트래픽을 사용한 기존 서비스 거부 공격과는 다르게 공격 트래픽의 평균 트래픽 양이 적어서 기존 DoS 공격에 대한 감지 방식으로는 검출되지 않는다. 그러나 LRT 공격은 주기적이고 짧은 버스트 트래픽으로 TCP 연결의 최소 재전송 타임아웃 (Retransmission Timeout; RTO)에 대한 취약성을 공격하기 때문에 패턴 매칭으로 공격 감지가 가능하다. 기존 메커니즘에 의한 감지 기법은 공격 패턴의 입력 샘플 템플릿을 기준으로 입력 트래픽이 정상 트래픽인지 또는 공격 트래픽인지를 판별한다. 이 과정에서 입력 트래픽의 특성에 따라서 DTW 알고리즘은 정상 트래픽을 공격 트래픽으로 오판하는 문제점을 갖는다. 따라서 본 논문에서는 이러한 오판을 줄이기 위하여 기존 DTW 알고리즘의 전처리 과정인 자기상관 (auto-correlation) 처리를 분석하여 오판을 규명한다. 또한 스케일링 기반으로 자기상관 처리 결과를 수정하여 공격 트래픽과 정상 트래픽의 특성의 차이를 증가시킴으로써 DTW 알고리즘에 의한 공격 감지 능력을 향상시킨다 마지막으로 다양한 스케일링 방식과 표준편차에 의한 트래픽 분석 방법도 논의된다.

• 정보보호학회논문지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.33-43
• /
• 2023

최근 미국의 국립표준기술연구소(NIST: National Institute of Standards and Technology)는 양자 내성 암호(PQC: Post-Quantum Cryptography, 이하 PQC) 표준화 사업을 진행하여 4개의 표준 암호 알고리즘을 발표하였다. 본 논문에서는 전자서명 분야에서 표준화가 확정된 CRYSTALS-Dilithium 알고리즘을 이용하여 서명을 생성하는 과정에서 동작하는 다항식 계수별 곱셈 알고리즘을 대상으로 비프로파일링 기반 전력 분석 공격인 CPA(Correlation Power Analysis)나 DDLA(Differential Deep Learning Analysis) 공격에 의해 개인 키가 노출될 수 있음을 실험을 통해 증명한다. ARM-Cortex-M4 코어에 알고리즘을 탑재하여 실험결과, CPA 공격과 DDLA 공격에서 개인 키 계수를 복구할 수 있음을 확인하였다. 특히 DDLA 공격에서 StandardScaler 전처리 및 연속 웨이블릿 변환을 적용한 전력 파형을 이용하였을 때 공격에 필요한 최소 전력 파형의 개수가 줄어들고 NMM(Normalized Maximum Margin) 값이 약 3배 증가하여 공격 성능이 크게 향상됨을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
• /
• pp.437-440
• /
• 2009

소프트웨어 구현을 위한 고속 스트림 암호 ASC16을 제안한다. ASC16은 ASR(Arithmetic Shift Register), NLF(Non-Linear Filter), NLB(Non-Linear Block)로 매우 간결한 구조를 이루고 있으며, 워드 단위로 연산을 수행하고, 비선형변환으로 S-박스를 사용하여 32비트 키 스트림을 만드는 무선 통신용 스트림 암호이다. Zhang, Carroll 그리고 Chan에 의해 개발된 32비트 출력 스트림 암호 SSC2와 수행 결과 비교에서 거의 동등한 결과를 보였고, 주기는 SSC2보다 더 길어 졌으며, 상관공격(Correlation attack)이 어려워 안전성은 더욱 향상 되었다. 제안한 ASC16은 무선통신 등과 같은 제한적인 환경에서 고속 암호 수행에 유용하게 사용될 수 있다.

• 정보보호학회논문지
• /
• 제32권6호
• /
• pp.1059-1068
• /
• 2022

양자 컴퓨터의 계산 능력을 고려하여 설계된 양자 내성 암호 NTRU는 수학적으로 안전한 암호 조건을 만족하지만 하드웨어 구현 과정에서는 전력 분석 공격과 같은 부채널 공격 특성을 고려해야 한다. 본 논문에서는 NTRU의 복호화 과정 중 발생하는 전력 신호를 분석할 경우 개인 키가 노출될 가능성이 있음을 검증한다. 개인 키를 복구하는 데에는 단순 전력 분석 공격(Simple Power Analysis, SPA), 상관 전력 분석 공격(Correlation Power Analysis, CPA)과 차분 딥러닝 분석 공격(Differential Deep Learning Analysis, DDLA)을 모두 적용할 수 있었다. 이러한 전력 부채널 공격에 대응하기 위한 기본적인 대응책으로 셔플링 기법이 있으나 보다 효과적인 방법을 제안한다. 제안 방식은 인덱스별로 곱셈(multiplication)후 누산(accumulation)을 하는 것이 아니라 계수별로 누산 후 덧셈만 하도록 함으로써 곱셈 연산에 대한 전력 정보가 누출되지 않도록 하여 CPA 및 DDLA 공격을 방어할 수 있다.