Performance Improvement of Power Attacks with Truncated Differential Cryptanalysis

In 1998, Kocher et al. introduced Differential Power Attack on block ciphers. This attack allows to extract secret key used in cryptographic primitives even if these are executed inside tamper-resistant devices such as smart card. At FSE 2003 and 2004, Akkar and Goubin presented several masking methods, randomizing the first few and last few($3{\sim}4$) rounds of the cipher with independent random masks at each round and thereby disabling power attacks on subsequent inner rounds, to protect iterated block ciphers such as DES against Differential Power Attack. Since then, Handschuh and Preneel have shown how to attack Akkar's masking method using Differential Cryptanalysis. This paper presents how to combine Truncated Differential Cryptanalysis and Power Attack to extract the secret key from intermediate unmasked values and shows how much more efficient our attacks are implemented than the Handschuh-Preneel method in term of reducing the number of required plaintexts, even if some errors of Hamming weights occur when they are measured.

부정차분을 이용한 전력분석 공격의 효율 향상*

1998년 Kocher 등이 블록암호에 대한 차분전력공격(Differential Power Attack, DPA)을 발표하였는데 이 공격으로 스마트 카드와 같이 위조방지가 되어있는 장비에서도 암호알고리즘 연산에 사용된 암호키를 추출할 수 있다. 2003년 Akkar와 Goubin은 DES와 같은 블록암호의 전 후반 $3{\sim}4$ 라운드의 중간값을 마스킹 값으로 랜덤화해서 전력분석을 불가능하게 하는 마스킹 방법을 소개하였다. 그 후, Handschuh 등이 차분분석을 이용해서 Akkar의 마스킹 방법을 공격할 수 있는 방법을 발표하였다. 본 논문에서는 부정차분 분석을 이용해서 공격에 필요한 평문수를 Handschuh 등이 제안한 공격방법 보다 효과적으로 감소시켰으며 키를 찾는 마지막 절차를 개선하여 공격에 사용되는 옳은 입력쌍을 선별하기 위한 해밍웨이트 측정시 발생할 수 있는 오류에 대해서도 효율적인 공격이 가능함을 증명하였다.