• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.409-411
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• 2015

본 논문은 128/192/256-비트의 마스터키 길이를 지원하는 경량 블록 암호 알고리즘 CLEFIA-128/192/256의 FPGA 설계에 대하여 기술한다. 라운드키 생성을 위한 중간키 생성과 라운드 변환이 단일 데이터 프로세싱 블록으로 처리되도록 설계하였으며, 변형된 GFN(Generalized Feistel Network) 구조와 키 스케줄링 방법을 적용하여 데이터 프로세싱 블록과 키 스케줄링 블록의 회로를 단순화시켰다. Verilog HDL로 설계된 CLEFIA 크립토 프로세서를 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였다. Vertex5 XC5VSX50T FPGA에서 1,563개의 LUT FilpFlop pairs로 구현되었으며, 최대 112 Mhz 81.5/69/60 Mbps의 성능을 갖는 것으로 예측되었다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.644-652
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• 2009

유비쿼터스 센서 네트워크(USN), 휴대 인터넷(WiBro), 무선식별 시스템(RFID) 등의 새로운 통신 환경이 현실화 되고 있다. 이에, 이러한 제약된 자원을 사용하는 통신 환경에서 보안과 프라이버시 보호를 보장하기 위해 mCrypton, HIGHT, SEA, PRESENT와 같은 경량 블록 암호들이 제안되었다. mCrypton은 Crypton의 경량화 버전으로 64-비트, 96-비트, 128-비트 키를 지원하는 64-비트 블록 암호이다. 본 논문에서는 mCrypton에 대한 첫 번째 분석 결과로서, 128-비트 키를 사용하는 8-라운드 mCrypton에 대한 연관키 렉탱글 공격을 제안한다. 이를 위해 7-라운드 연관키 렉탱글 구별자를 구성하기 위해 사용하는 두 개의 연관키 부정 차분 특성을 설명하고 이를 기반으로 8-라운드 mCypton에 대한 연관키 렉탱글 공격을 제안한다. 본 공격은 $2^{45.5}$의 데이터와 $2^{45.5}$의 시간 복잡도를 필요로 한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.1608-1616
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• 2015

128/192/256-비트의 마스터키 길이를 지원하는 경량 블록암호 알고리듬 LEA-128/192/256의 효율적인 하드웨어 설계를 기술한다. 저면적, 저전력 LEA 프로세서 구현을 위해 세 가지 마스터키 길이에 대한 암호/복호 키 스케줄링의 하드웨어 자원이 공유되도록 설계를 최적화하였다. 또한, 키 스케줄러의 병렬 레지스터 구조와 새로운 동작방식을 고안하여 키 스케줄링에 소요되는 클록 수를 감소시켰으며, 이를 통해 암호/복호 동작속도를 20~30% 향상시켰다. 설계된 LEA 프로세서는 FPGA 구현을 통해 하드웨어 동작을 검증하였으며, 113 MHz 클록으로 동작하여 마스터키 길이 128/192/256-비트 모드에서 각각 181/162/109 Mbps의 성능을 갖는 것으로 평가 되었다.

• 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.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2021년도 춘계학술발표대회
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• pp.171-174
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• 2021

최근 사물인터넷(IoT) 환경에서 다양한 장비의 인터넷 통신이 가능하여 이에 적절한 경량 블록 암호 알고리즘에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. ICISC 2020에서 새로 발표된 국산 경량 블록 암호 알고리즘인 PIPO는 새로운 경량 S-Box를 조합한 unbalanced-Bridge 구조로 효율적인 비트슬라이싱 구현을 제공한다. IoT 환경에 PIPO가 적용되기 위해서는 부채널 분석에 대한 안전성이 보장되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 PIPO가 1차 CPA 공격에 취약함을 확인한다. 그리고 부채널 공격에 대응하기 위해 1차 마스킹 기법을 제안한다. 제안한 마스킹 기법은 1차 CPA 공격에 안전하였으며, 마스킹 적용 전보다 -375%의 성능을 보였다. 그리고 기존 기법보다 1287% 속도가 빨라진 것을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.1296-1302
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• 2016

경량 암호기술 표준인 ISO/IEC 29192-2에서 블록암호 표준으로 지정된 초경량 블록암호 알고리듬 PRESENT의 하드웨어 구현에 대해 기술한다. 암호 전용 코어와 암호/복호 기능을 갖는 두 종류의 PR80 크립토 코어를 80 비트의 마스터키를 지원하도록 설계하였다. 설계된 PR80 크립토 코어는 블록암호의 기본 ECB (electronic code book) 운영모드를 수행하며, 마스터키 재입력 없이 평문/암호문 블록들을 연속적으로 처리할 수 있도록 설계되었다. PR80 크립토 코어는 Verilog HDL을 사용하여 소프트 IP로 설계되었으며, Virtex5 FPGA에 구현하여 정상 동작함을 확인하였다. 설계된 코어를 $0.18{\mu}m$ 공정의 CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과, 암호 전용 코어와 암호/복호 코어는 각각 2,990 GE와 3,687 GE로 구현되어 적은 게이트를 필요로 하는 IoT 보안 응용분야에 적합하다. 암호 전용 코어와 암호/복호 코어의 최대 동작 주파수는 각각 500 MHz와 444 MHz로 평가되었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.787-793
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• 2012

64-비트 블록 암호 Piccolo-128은 무선 센서 네트워크 환경과 같이 제한된 환경에 적합하도록 설계된 경량 블록 암호이다. 본 논문에서는 Piccolo-128에 대한 biclique 공격을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 공격은 $2^{24}$개의 선택 평문과 약 $2^{127.35}$의 계산 복잡도를 이용하여 Piccolo-128의 비밀키를 복구한다. 본 논문의 공격 결과는 Piccolo-128의 전체 라운드에 대한 첫 번째 이론적인 분석 결과이다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.11-19
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• 2020

본 논문에서는 TEA, XTEA 및 XXTEA 암호 알고리즘을 통합한 병합 TEA 블록 암호 프로세서를 설계한다. TEA 암호 알고리즘이 처음 설계된 이후, 보안 결함을 보완하기 위해 XTEA와 XXTEA 암호 알고리즘이 설계되었다. 3가지 유형의 암호 알고리즘은 128비트의 매스터 키를 사용하며, 설계된 암호 프로세서는 TEA와 XTEA 암호 알고리즘은 64비트 단위로, XXTEA 암호 알고리즘은 32비트의 배수로 최대 256비트까지 가변 길이 메시지 블록에 대한 암·복호화를 수행하도록 구현하였다. 64비트 메시지 블록에 대한 최대 처리율은 137Mbps이며, 256비트 메시지에 대한 최대 처리율은 369Mbps이다. 본 논문에서 설계된 병합 TEA 블록 암호 IP는 경량 암호인 LEA 암호와 비교하여 면적 측면에서는 16%의 이득이 있다. 본 논문에서 설계된 암호 프로세서 IP는 스마트 카드, 인터넷뱅킹, 전자상거래 등과 같은 모바일 분야의 보안 모듈로 응용이 가능할 것으로 사료된다.

• 정보보호학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.325-336
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• 2020

비선형 불변 공격은 비교적 간단한 구조의 키 스케줄을 갖는 경량 블록암호에서 필수적으로 고려되어야 할 공격이다. 간단한 구조의 키 스케줄을 갖는 경량 블록암호가 비선형 불변 공격에 저항성을 보이는 방법으로 가장 잘 알려진 것은 라운드 키 간의 차분 중 알려진 것들의 집합에서 선형계층에 대해 불변인 최소의 선형공간의 크기가 블록 크기와 같은지를 확인하는 것이다. 본 논문에서는 다음과 같은 연구 결과를 제시한다. 설계자 관점에서 비트 순열을 선형계층으로 사용하는 SPN 구조 경량 블록암호는 라운드 키 간의 차분의 종류가 한가지여도 비선형 불변 공격에 안전할 수 있음을 증명하고, 그러한 비트 순열의 형태와 개수를 제안한다. 또한, PRESENT 구조 블록암호는 비선형 불변 공격에 저항성을 갖기 위해 적어도 두 종류의 라운드 키 간의 차분이 필요함을 전수조사를 통해 보이며, 두 종류의 라운드 키 간의 차분을 필요로 하는 비트 순열을 사용해도 차분 공격에 대한 저항성이 오히려 증가할 수 있음을 보인다. 마지막으로 GIFT의 S-box를 사용하면서 BOGI 설계 논리를 유지하는 모든 비트 순열의 불변 성분 분포를 통해, 변형된 GIFT 구조 블록암호는 비선형 불변 공격에 저항성을 갖기 위해 적어도 8종류의 라운드 키 간의 차분이 필요함을 보인다.

• 정보보호학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.445-451
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• 2014

블록 암호에 대한 안전성 평가시 연관키 공격은 중요한 분석툴로 간주된다. 이는 블록 암호에 대한 연관키 공격이 키를 컨트롤 할 수 있는 블록 암호기반 해쉬모드와 같은 응용환경에 강력하게 적용될 수 있기 때문이다. 본 논문에서는 FSE 2013에 제안된 경량 블록 암호 PRINCE에 대한 연관키 공격을 향상시킨다. 본 논문에서 제안하는 PRINCE에 대한 새로운 연관키 공격은 기존 가장 강력한 연관키 공격[4]의 데이터 복잡도를 $2^{33}$ 에서 2로 낮춘다.