• Title/Summary/Keyword: 경량화 암호알고리즘

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A Study on Lightweight Block Cryptographic Algorithm Applicable to IoT Environment (IoT 환경에 적용 가능한 경량화 블록 암호알고리즘에 관한 연구)

  • Lee, Seon-Keun
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.19 no.3
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    • pp.1-7
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    • 2018
  • The IoT environment provides an infinite variety of services using many different devices and networks. The development of the IoT environment is directly proportional to the level of security that can be provided. In some ways, lightweight cryptography is suitable for IoT environments, because it provides security, higher throughput, low power consumption and compactness. However, it has the limitation that it must form a new cryptosystem and be used within a limited resource range. Therefore, it is not the best solution for the IoT environment that requires diversification. Therefore, in order to overcome these disadvantages, this paper proposes a method suitable for the IoT environment, while using the existing block cipher algorithm, viz. the lightweight cipher algorithm, and keeping the existing system (viz. the sensing part and the server) almost unchanged. The proposed BCL architecture can perform encryption for various sensor devices in existing wire/wireless USNs (using) lightweight encryption. The proposed BCL architecture includes a pre/post-processing part in the existing block cipher algorithm, which allows various scattered devices to operate in a daisy chain network environment. This characteristic is optimal for the information security of distributed sensor systems and does not affect the neighboring network environment, even if hacking and cracking occur. Therefore, the BCL architecture proposed in the IoT environment can provide an optimal solution for the diversified IoT environment, because the existing block cryptographic algorithm, viz. the lightweight cryptographic algorithm, can be used.

사물인터넷을 위한 경량암호와 양자컴퓨터

  • Jang, Kyungnae;Kim, Hyunji;Song, Gyeongju;Yang, Yujin;Lim, Sejin;Seo, Hwajeong
    • Review of KIISC
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    • v.32 no.2
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    • pp.59-67
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    • 2022
  • 사물인터넷 상에서 활용되는 경량암호알고리즘은 높은 보안성과 함께 가용성을 제공할 수 있다는 장점으로 인해 활발히 연구되고 있다. 하지만 경량암호알고리즘은 양자컴퓨터 상에서의 Grover 알고리즘에 의해 해킹될 가능성을 가지고 있다. IBM 그리고 Google을 선두로 한 국제 대기업 및 국가 단위의 연구진들의 활발한 연구로, 고성능 양자 컴퓨터 '개발이 앞당겨지고 있다. 공개키 암호와 달리, 대칭키 암호는 양자 컴퓨터로부터 안전하다고 추정되는 문제를 기반으로 하고 있지만 경량화된 암호화 구조에 의해 심각한 보안 취약점을 야기할 수 있다. 본고에서는 사물인터넷을 위한 경량암호를 실제 해킹할 수 있는 양자컴퓨터의 현재 가용 자원에 대해 확인해 보며 이를 통해 양자컴퓨터의 한계점과 앞으로의 사물인터넷 보안의 안전성에 대해 확인해 보도록 한다.

NIST 경량암호 공모사업 동향

  • Baek, Seungjun;Jeon, Yongjin;Kim, Hangi;Kim, Jongsung
    • Review of KIISC
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    • v.30 no.3
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    • pp.17-24
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    • 2020
  • 최근 사물인터넷 환경이 발달하면서 센서 네트워크, 헬스케어, 분산 제어 시스템, 가상 물리 시스템 등의 다양한 분야의 산업이 부상하고 있다. 이를 위한 소형 컴퓨팅 기기가 보편화되고 있지만, 해당 기기들은 제한된 리소스라는 공통의 약점을 가지고 있다. 제한된 환경에서 중요한 데이터들을 보호하기 위해서는 많은 리소스가 필요한 기존의 암호 알고리즘보다 적은 리소스로도 운용할 수 있는 경량암호 알고리즘이 필요하다. NIST에서는 2015년부터 제한된 환경에 적합한 경량암호 알고리즘을 표준화하기 위한 공모사업을 진행 중이다. 현재 2라운드 과정을 거치고 있으며 총 32종의 알고리즘에 대한 안전성, 효율성 분석이 이루어지고 있다. 이에 본 논문에서는 NIST 경량암호 공모사업 1, 2라운드 후보 알고리즘들을 특징별로 분석하고, 몇 가지 알고리즘들을 심층적으로 살펴본다. 또한 향후 전망과 계속 진행될 공모사업의 타임라인을 제시한다.

A Lightweight Cryptographic Capability Negotiation Mechanism based on MIKEY for Multimedia Data Encryption (멀티미디어 데이터 암호화를 위한 경량화된 MIKEY기반 암호 능력 협상 메커니즘)

  • Yoon, Seok-Ung;Kim, Joong-Man;Won, Yoo-Jae
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2007.06d
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    • pp.50-53
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    • 2007
  • MIKEY(Multimedia Internet KEYing)는 IETF에서 멀티미디어 데이터 암호화를 위한 표준 키 관리 프로토콜로 제안되었으며, 미디어 암호 프로토콜인 SRTP(Secure RTP)에서 키 교환 프로토콜로 고려되고 있다. 멀티미디어 데이터 암호화를 위해 MIKEY에서는 메시지를 교환함으로써 상호간의 공통적인 암호 알고리즘을 찾아내는 협상 메커니즘을 제시하고 있다. 하지만 이러한 방법은 상호간에 지원하는 알고리즘이 많은 경우나 상이한 경우에 이를 찾아내기 위한 메시지 교환 횟수가 증가하는 등 실시간 VoIP 암호통신에는 적합하지 않다. 따라서, 본 논문에서는 메시지 교환 횟수를 줄여 실시간 VoIP 암호통신에 적합한 경량화된 MIKEY기반 암호 능력 협상 메커니즘을 제안한다.

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A IoT Security Service based on Authentication and Lightweight Cryptography Algorithm (인증 및 경량화 암호알고리즘 기반 IoT 보안 서비스)

  • Kim, Sun-Jib
    • Journal of Internet of Things and Convergence
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    • v.7 no.1
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    • pp.1-7
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    • 2021
  • The IoT market continues to expand and grow, but the security threat to IoT devices is also increasing. However, it is difficult to apply the security technology applied to the existing system to IoT devices that have a problem of resource limitation. Therefore, in this paper, we present a service that can improve the security of IoT devices by presenting authentication and lightweight cryptographic algorithms that can reduce the overhead of applying security features, taking into account the nature of resource limitations of IoT devices. We want to apply these service to home network IoT equipment to provide security. The authentication and lightweight cryptographic algorithm application protocols presented in this paper have secured the safety of the service through the use of LEA encryption algorithms and secret key generation by users, IoT devices and server in the IoT environment. Although there is no difference in speed from randomly generating secret keys in experiments, we verify that the problem of resource limitation of IoT devices can be solved by additionally not applying logic for secret key sharing to IoT devices.

Lightweight Key Escrow Scheme for Internet of Battlefield Things Environment (사물인터넷 환경을 위한 경량화 키 위탁 기법)

  • Tuan, Vu Quoc;Lee, Minwoo;Lim, Jaesung
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.26 no.12
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    • pp.1863-1871
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    • 2022
  • In the era of Fourth Industrial Revolution, secure networking technology is playing an essential role in the defense weapon systems. Encryption technology is used for information security. The safety of cryptographic technology, according to Kerchoff's principles, is based on secure key management of cryptographic technology, not on cryptographic algorithms. However, traditional centralized key management is one of the problematic issues in battlefield environments since the frequent movement of the forces and the time-varying quality of tactical networks. Alternatively, the system resources of each node used in the IoBT(Internet of Battlefield Things) environment are limited in size, capacity, and performance, so a lightweight key management system with less computation and complexity is needed than a conventional key management algorithm. This paper proposes a novel key escrow scheme in a lightweight manner for the IoBT environment. The safety and performance of the proposed technique are verified through numerical analysis and simulations.

NIST 경량암호 공모 최종 후보 10종에 대한 경량 AEAD 최신 동향

  • Lee, Yongseong;Hong, Seokhie
    • Review of KIISC
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    • v.32 no.1
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    • pp.39-45
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    • 2022
  • 전자기기의 통신에 있어서 암호 시스템은 안전한 통신을 가능하게 해주는 주요 수단이다. 사물 인터넷과 같은 소형화된 전자기기가 등장함에 따라 기존에 사용하던 AES와 같은 암호 시스템은 소형 디바이스가 작동하는 저전력, 저면적 환경에서 동작하기에 큰 부담을 주게되었다. 이에 따라 다양한 경량 암호들이 제안되어 왔다. 2018년 NIST에서는 이러한 경량 암호의 표준화 작업을 위하여 공모사업을 시작하였고, 2021년 3월에 최종 후보 10종이 발표되었다. 최종 후보로 선택된 10종의 경량 암호의 구조는 향후 새로운 환경에서 사용 가능한 암호 알고리즘을 설계하거나 암호 시스템이 특정 환경에서 소비하는 자원을 가늠하는데 중요한 척도가 될 수 있다. 본 논문에서는 최종후보 10종에 대한 특징을 확인하고자 한다.

Area Efficient Implementation of 32-bit Architecture of ARIA Block Cipher Using Light Weight Diffusion Layer (경량화된 확산계층을 이용한 32-비트 구조의 소형 ARIA 연산기 구현)

  • Ryu, Gwon-Ho;Koo, Bon-Seok;Yang, Sang-Woon;Chang, Tae-Joo
    • Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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    • v.16 no.6
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    • pp.15-24
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    • 2006
  • Recently, the importance of the area efficient implementation of cryptographic algorithm for the portable device is increasing. Previous ARIA(Academy, Research Institute, Agency) implementation styles that usually concentrate upon speed, we not suitable for mobile devices in area and power aspects. Thus in this paper, we present an area efficient AR processor which use 32-bit architecture. Using new implementation technique of diffusion layer, the proposed processor has 11301 gates chip area. For 128-bit master key, the ARIA processor needs 87 clock cycles to generate initial round keys, n8 clock cycles to encrypt, and 256 clock cycles to decrypt a 128-bit block of data. Also the processor supports 192-bit and 256-bit master keys. These performances are 7% in area and 13% in speed improved results from previous cases.

Analysis of Research Trend and Performance Comparison on Message Authentication Code (메시지 인증 코드에 대한 연구 동향 분석 및 성능 비교)

  • Kim, Minwoo;Kwon, Taekyoung
    • Journal of KIISE
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    • v.43 no.11
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    • pp.1245-1258
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    • 2016
  • Cryptographic technologies providing confidentiality and integrity such as encryption algorithms and message authentication codes (MACs) are necessary for preventing security threats in the Internet of Things (IoT) where various kinds of devices are interconnected. As a number of encryption schemes that have passed security verification are not necessarily suitable for low-power and low-performance IoT devices, various lightweight cryptographic schemes have been proposed. However, a study of lightweight MACs is not sufficient in comparison to that of lightweight block ciphers. Therefore, in this paper, we reviewed various kinds of MACs for their classification and analysis and then, we presented a new way for future MAC development. We also implemented major MAC algorithms and performed experiments to investigate their performance degradation on low-end micro-controllers.

Benchmark of Lightweoght Block Ciphers (HIGHT & PRESENT) for Arduino (경량 암호 알고리즘 HIGHT와 PRESENT의 저전력 매체(Arduino)에서의 성능 비교)

  • Kim, NaYoung;Shin, Dong;Kim, ByeongMan
    • Annual Conference of KIPS
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    • 2015.10a
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    • pp.875-877
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    • 2015
  • IoT 환경의 센서 네트워크와 RFID 태그 등에서의 AES나 SEED에 대응 할 수 있는 새로운 저전력 경량화 암호 알고리즘이 필요 해짐에 따라 본 논문에서는 2006년 국내에서 제안된 HIGHT와 2007년 CHES에서 제안된 PRESENT 알고리즘을 Arduino에 적용하여 성능을 비교분석 하였다. 그 결과 HIGHT 알고리즘이 PRESENT알고리즘에 비하여 더 짧고, 적은 수행시간과 프로그램 메모리 사용량을 보였으며, 더 많은 동적 메모리 사용량을 보였다.