• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2008년도 정보통신설비 학술대회
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• pp.155-158
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• 2008

In 1989, Kocher et al. introduced Differential Power Attack on block ciphers. This attack allows to extract secret key used in cryptographic computations even if these are executed inside tamper-resistant devices such as smart card. Since 1989, many papers were published to improve resistance of DPA. At FSE 2003 and 2004, Akkar and Goubin presented several masking methods to protect iterated block ciphers such as DES against Differential Power Attack. The idea is to randomize the first few and last few rounds(3 $\sim$ 4 round) of the cipher with independent random masks at each round and thereby disabling power attacks on subsequent inner rounds. This paper show how to combine truncated differential cryptanalysis applied to the first few rounds of the cipher with power attacks to extract the secret key from intermediate unmasked values.

• ETRI Journal
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• 제44권3호
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• pp.512-523
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• 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
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• 제25권6호
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• pp.1319-1326
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• 2015

AES, ARIA와 같은 대칭키 암호 알고리즘은 각 라운드 마다 사용되는 라운드 키를 키 확장 메커니즘을 통해 생성한다. 이러한 키 확장 메커니즘이 실행 될 때 소비되는 전력은, 비밀키에 대한 정보를 보유하고 있다는 점에 기인하여, 소수의 전력 파형을 이용한 단순전력분석으로 비밀키의 후보를 현저하게 감소시킬 수 있는 취약점이 존재한다. 그러므로, 이러한 공격에 대한 연구 분석을 통해, 정보 누출을 막을 수 있는 대응방법의 연구가 시급한 실정이다. 국제 표준 암호인 AES의 키 확장 SPA에 대한 연구는 2002년 이후 현재까지 진행되고 있으나, 국내에서 많은 분야에 응용되고 있는 국내 표준 암호 알고리즘 ARIA에 대한 키 확장 SPA 연구의 진행은 미흡하다. 이에 본 논문에서는, 마스킹이 적용되어 있지 않은 ARIA-128 버전 8비트 구현시 키 확장 SPA 공격 시나리오를 제안하고, 실험을 통해 ARIA가 해밍 웨이트 누출 기반 키 확장 SPA 공격에 취약함을 보인다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권5호
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• pp.995-1001
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• 2020

With the development of digital instrumentation and control (I&C) devices, cyber security at nuclear power plants (NPPs) has become a hot issue. The Stuxnet, which destroyed Iran's uranium enrichment facility in 2010, suggests that NPPs could even lead to an accident involving the release of radioactive materials cyber-attacks. However, cyber security research on industrial control systems (ICSs) and supervisory control and data acquisition (SCADA) systems is relatively inadequate compared to information technology (IT) and further it is difficult to study cyber-attack taxonomy for NPPs considering the characteristics of ICSs. The advanced research of cyber-attack taxonomy does not reflect the architectural and inherent characteristics of NPPs and lacks a systematic countermeasure strategy. Therefore, it is necessary to more systematically check the consistency of operators and regulators related to cyber security, as in regulatory guide 5.71 (RG.5.71) and regulatory standard 015 (RS.015). For this reason, this paper attempts to suggest a template for cyber-attack taxonomy based on the characteristics of NPPs and exemplifies a specific cyber-attack case in the template. In addition, this paper proposes a systematic countermeasure strategy by matching the countermeasure with critical digital assets (CDAs). The cyber-attack cases investigated using the proposed cyber-attack taxonomy can be used as data for evaluation and validation of cyber security conformance for digital devices to be applied, and as effective prevention and mitigation for cyber-attacks of NPPs.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권1호
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• pp.19-28
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• 2017

False data injection attacks have recently been introduced as one of important issues related to cyber-attacks on electric power grids. These attacks aim to compromise the readings of multiple power meters in order to mislead the operation and control centers. Recent studies have shown that if a malicious attacker has complete knowledge of the power grid topology and branch admittances, s/he can adjust the false data injection attack such that the attack remains undetected and successfully passes the bad data detection tests that are used in power system state estimation. In this paper, we investigate that a practical false data injection attack is essentially a cyber-attack with uncertain information due to the attackers lack of knowledge with respect to the power grid parameters because the attacker has limited physical access to electric facilities and limited resources to compromise meters. We mathematically formulated a method of identifying the most vulnerable locations to false data injection attack. Furthermore, we suggest minimum topology changes or phasor measurement units (PMUs) installation in the given power grids for mitigating such attacks and indicate a new security metrics that can compare different power grid topologies. The proposed metrics for performance is verified in standard IEEE 30-bus system. We show that the robustness of grids can be improved dramatically with minimum topology changes and low cost.

• 정보보호학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.221-227
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• 2014

스마트카드 등과 같은 모바일 기기에 구현된 암호 알고리즘은 수학적 안전성뿐만 아니라 부채널 공격에 대한 안전성도 함께 고려되어야 한다. 부채널 공격이란 구현된 암호 알고리즘의 연산 과정 중에 발생하는 부채널 정보를 이용해서 비밀 정보를 알아내는 공격 방법이다. 특히 전력분석 공격은 암호 연산 수행시 발생하는 전력 소비량의 변화를 측정함으로써 암호 기기 내부의 비밀 정보를 알아내는 공격법으로 이에 대한 여러 가지 대응 방법이 제안되었다. 본 논문에서는 블록 암호 알고리즘 구현시 전력분석 공격 및 글리치 공격을 방어할 수 있는 게이트 레벨 기법을 새롭게 제안한다. 또한 본 논문에서 제안한 방법을 이용하여 AES 블록 암호 알고리즘을 전력분석 공격 및 글리치 공격에 안전하게 구현할 수 있는 방법을 제시한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.14-21
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• 2020

두 통신자간 정보를 전송함에 있어 기밀성 서비스를 제공하기 위해서는 하나의 대칭 비밀키를 이용하는 블록데이터 암호화를 수행한다. 데이터 암호 시스템에 대한 전력 분석 공격은 데이터 암호를 위한 디바이스가 구동할 때 발생하는 소비 전력을 측정하여 해당 디바이스에 내장된 비밀키를 찾아내는 부채널 공격 방법 중 하나이다. 본 논문에서는 딥 러닝 기법인 CNN (Convolutional Neural Network) 알고리즘에 기반한 전력 분석 공격을 시도하여 비밀 정보를 복구하는 방법을 제안하였다. 특히, CNN 알고리즘이 이미지 분석에 적합한 기법인 점을 고려하여 1차원의 전력 분석파형을 2차원 데이터로 이미지화하여 처리하는 RP(Recurrence Plots) 신호 처리 기법을 적용하였다. 제안한 CNN 공격 모델을 XMEGA128 실험 보드에 블록 암호인 AES-128 암호 알고리즘을 구현하여 공격을 수행한 결과, 측정한 전력소비 파형을 전처리 과정없이 그대로 학습시킨 결과는 약 22.23%의 정확도로 비밀키를 복구해 냈지만, 전력 파형에 RP기법을 적용했을 경우에는 약 97.93%의 정확도로 키를 찾아낼 수 있었음을 확인하였다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.1-8
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• 2003

전력 분석 공격은 스마트 카드를 사용하는 암호 시스템에 대한 물리적 공격이다. 본 논문에서는 타원곡선 암호 알고리듬을 사용하는 스마트 카드가 비밀키를 NAF(non-odjacent form)로 부호화하여 사용하여도 차분 전력분석 공격에 대응할 수 없음을 실험을 통하여 제시하였다. 공격 대상인 비밀키를 모르는 스마트 카드에서 암호 알고리듬 동작 시점부터 측정된 평균전력 신호와 비밀키 변경이 가능한 스마트 카드에서 측정된 평균 전력 신호를 차분함으로써 비밀키를 한 비트씩 순차적으로 알아낼 수 있다.

• 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.

• Journal of Communications and Networks
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• 제12권1호
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• pp.1-4
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• 2010

As a countermeasure to simple power attack, the unified point addition codes for the elliptic curve cryptosystem were introduced. However, some authors proposed a different kind of power attacks to the codes. This power attack uses the observation that some internal operations in the codes behave differently for addition and doubling. In this paper, we propose a new countermeasure against such an attack. The basic idea of the new countermeasure is that, if one of the input points of the codes is transformed to an equivalent point over the underlying finite field, then the code will behave in the same manner for addition and doubling. The new countermeasure is highly efficient in that it only requires 27(n-1)/3 extra ordinary integer subtractions (in average) for the whole n-bit scalar multiplication. The timing analysis of the proposed countermeasure is also presented to confirm its SPA resistance.