• 정보보호학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.585-591
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• 2013

최근 정보보호 장치를 이용하여 암호 알고리듬을 수행할 경우 부채널 공격과 오류 주입 공격을 결합한 물리적 조합 공격에 의해 비밀 키가 노출될 수 있음이 밝혀졌다. 특히, RSA 암호 시스템에서 수행하는 멱승 연산에 대해 한 번의 오류 주입과 전력 분석을 통해 조합 공격이 가능하다. 본 논문에서는 SPA(Simple Power Analysis)와 FA(Fault Attack)을 방어하기 위해 제안되었던 BNP(Boscher, Naciri, and Prouff) 멱승 알고리듬이 조합 공격에 취약함을 보이고자 한다. 또한, 오류 확산 기법에 기반하여 개인 키를 랜덤화시키는 대응 방안을 제안한다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제34권3호
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• pp.93-100
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• 2007

Koblitz와 Miller가 암호시스템에 타원곡선을 사용할 것을 제안한 이래, 타원곡선 암호에 관한 다양한 연구가 진행되어 왔다. 타원곡선 암호는 타원곡선 상의 점들이 덧셈 연산에 대한 군을 형성한다는 관찰에 기반하고 있는데, 안전한 암호를 실현하기 위해서는 군의 위수에 큰 소수를 인자로 포함하는 적절한 타원곡선을 찾고 이 큰 소수를 위수로 갖는 기저점을 찾는 작업이 매우 중요하다. 현재까지 타원 곡선을 찾거나 해당 군의 위수를 계산하는 방법에 관해서는 많은 연구가 있어 왔으나, 곡선이 주어질 때 기저점을 찾는 문제에 대한 연구 결과는 많지 않다. 이에 본 논문에서는 $GF(p^m)$ 상에서 정의된 타원곡선 상에서 임의의 기저점을 찾는 효율적인 방안을 제시한다. 먼저 우리는 기저점을 찾는 데 있어 가장 중요한 연산이 멱승 연산임을 밝히고， 다음에 $GF(p^m)$ 상에서의 멱승을 빠르게 하기 위한 효율적인 알고리즘들을 제시한다. 마지막으로 이 알고리즘들을 구현하여 다양한 실제 타원 곡선 상에서 실험한 결과들을 제시하는데， 이에 따르면 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 이진 멱승에 기반한 기저점 탐색 알고리즘에 비해 탐색 속도를 1.62-6.55 배 향상시킴을 확인할 수 있다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2002년도 봄 학술발표논문집 Vol.29 No.1 (A)
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• pp.769-771
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• 2002

임계 암호시스템은 현대 암호학에서 중요한 한 축을 이루는 암호학의 한 분야이다. 본 논문에서는 임계 암호시스템의 근간이 되는 비밀 분산(Secret Sharing)의 한 분야인 (k, n) threshold scheme에서 능동적 비밀 분산 (Proactive Secret Sharing)을 위한 공유(Share)갱신 방법을 개선한 새로운 공유 갱신 방법을 제안한다. 이전 방법은 각 참여자당 O(n$^2$)의 모듈라 멱승 연산을 수행하는데 비하여 제안 방법은 O(n)의 모듈라 멱승 연산만으로 공유갱신이 가능하다. 이와 함께 본 논문에서는 k ＜(1/2)n-1인 경우에 대하여 제안 방법의 안전함을 증명한다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2000년도 봄 학술발표논문집 Vol.27 No.1 (A)
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• pp.24-26
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• 2000

본 논문에서는 RSA 암호 시스템의 핵심 과정인 모듈로 멱승(Modular Exponentiation) 연산에 대한 새로운 하드웨어 구조를 제시한다. 기존의 몽고메리 알고리즘을 사용하였지만 다른 논문들이 Dependence Graph를 수직으로 매핑(Mapping)한 것과는 달리 여기서는 수평으로 매핑하여 1차원 선형 어레이(linear array) 구조를 구성하였다. 본 논문에서 사용한 방법의 장점은 결과가 시리얼(serial)로 나와서 바로 입력으로 들어갈 수 있기 때문에 100%의 처리율(throughput)을 이룰 수 있고, 수직 매핑 방식에 비해 절반의 클럭 횟수로 연산을 해낼 수 있다는 점이다. 또한 내부 계산 구조의 지역성(Locality) , 규칙성(Regularity) 및 모듈성(Modularity) 등으로 인해 실시간 고속 처리를 위한 VLSI 구현에 적합하다.

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

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4D호
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• pp.387-393
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• 2010

본 논문에서는 아스팔트 포장의 균열 성장을 분석하기 위해서 확장유한요소법을 사용하였다. 또한 아스팔트의 점탄성 효과를 고려하기 위하여 맥스웰 체인을 이용한 점탄성 구성방정식을 사용하였으며, 균열 모델로는 선형점성균열 모델을 사용하였다. 특히 점탄성 구성방정식을 구성할 때 측정을 통해 얻어지는 온도별 변형계수와 지연시간을 Prony 급수를 이용해 재구성한 크리프 곡선을 직접 사용하지 않고 연속적인 미분이 가능한 멱승 로그 식으로 대체하여 사용하였다. 멱승 로그 식으로 완화시간 스펙트럼(relaxation spectrum)을 계산하여 맥스웰 체인의 부분탄성계수(partial moduli)를 도출하였다. 멱승 로그 적정 식을 통해 구한 맥스웰 체인의 부분 탄성계수는 크리프 곡선을 직접 이용하는 방법으로 구한 부분 탄성계수 보다 안정적인 형태의 곡선을 나타내어 해석을 용이하게 해준다. 개발된 정적균열 해석 모듈을 이용하여 아스팔트 시편의 온도별 정적균열 성장 실험 결과를 성공적으로 모사할 수 있었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.73-92
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• 1997

모듈라 멱승 연산(M$^{E}$ modN)은 공개키 암호시스템에 있어서 가장 기본적이고 중요한 연산들 중 하나이다. 그런데 이는 512-비트 이상의 정수들과 같이 매우 큰 수들을 다루기 때문에, 수행속도가 느려서 빠른 연산 알고리즘을 필요로 한다. 모듈라 멱승 연산은 모듈라 곱셈의 반복 수행으로 이루어져있고, 이 때의 반복횟수는 지수(E)에 대한 덧셈사슬의 길이에 의해 결정된다. 따라서, 모듈라 멱승 연산을 빠르게 수행하기 위한 방법에는 두 가지가 있을 수 있다. 하나는 보다 짧은 덧셈사슬을 구함으로써 모듈라 곱셈의 반복횟수를 줄이는 것이고, 다른 하나는 각각의 모듈라 곱셈을 빠르게 수행하는 것이다. 본 논문에서는 하나의 덧셈사슬 휴리스틱과 두 개의 모듈라 곱셈 알고리즘들을 제안한다. 두개의 모듈라 곱셈 알고리즘들 중 하나는 서로 다른 두 수들 간의 모듈라 곱셈을 빠르게 수행하기 위한 것이고, 다른 하나는 모듈라 제곱을 빠르게 수행하기 위한 것이다. 본 논문에서 제안하는 덧셈사슬 휴리스틱은 기존의 알고리즘들보다 짧은 덧셈사슬을 찾을 수 있다. 본 논문에서 제안하는 모듈라 곱셈 알고리즘들은 기존의 알고리즘들 보다 1/2 이하의 단정도 곱셈만으로 모듈라 곱셈을 수행한다. 실제로 PC에서 구현하여 수행한 결과, 기존의 알고리즘들 중 가장 좋은 성능을 보이는 Montgomery 알고리즘에 비해 30~50%의 성능향상을 보인다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제28권6호
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• pp.301-309
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• 2001

본 논문에서는 RSA 암호 시스템의 핵심 과정인 모듈로 멱승 연산에 대한 새로운 하드웨어 구조를 제시한다. 본 방식은 몽고메리 곱셈 알고리즘을 사용하였으며 기존의 방법들이 데이터 종속 그래프(DG : Dependence Graph)를 수직으로 매핑한 것과는 달리 여기서는 수평으로 매핑하여 1차원 선형 어레이구조를 구성하였다. 그 결과로 멱승시에 중간 결과값이 순차적으로 나와서 바로 다음 곱셈을 위한 입력으로 들어갈 수 있기 때문에 100%의 처리율(throughput)을 이룰 수 있고, 수직 매핑 방식에 비해 절반의 클럭 횟수로 연산을 해낼 수 있으며 컨트롤 또한 단순해지는 장점을 가진다. 각 PE(Processing Element)는 2개의 전가산기와 3개의 멀티플렉서로 이루어져 있고, 암호키의 비트수를 k비트라 할 때 k+3개의 PE만으로 파이프라인구조를 구현하였다. 1024비트 RSA데이터의 암호 똔느 복호를 완료하는데 2k$^2$+12k+19의 클럭 수가 소요되며 클럭 주파수 100Mhz에서 약 50kbps의 성능을 보인다. 또한, 제안된 하드웨어는 내부 계산 구조의 지역성(locality), 규칙성(regularity) 및 모듈성(modularity) 등으로 인해 실시간 고속 처리를 위한 VLSI 구현에 적합하다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.1538-1544
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• 2006

본 논문은 $GF(2^m)$상의 n차 기 약 AOP를 적용하여 비-시스토릭 병렬 $AB^2+C$ 연산기를 제안한다. 본 논문에서 제안한 연산기 회로는 AND게이트와 EX-OR 게이트만을 사용하여 설계되어지며, 설계된 회로는 기약 AOP의 특성을 이용하여 게이트를 사용하지 않고 결선으로만 연결되어 게이트 및 지 연시간이 없는 순환이동과, m개의 AND 게이트와 m개의 EX-OR게이트를 필요로 하는 승산연산, EX-OR게이트로만 구성되어지는 멱승연산, 승산연산과 멱승연산을 이용한 파워섬연산 및 가산연산 등이 사용된다. 제안된 연산기 법은 AND게이트와 EX-OR게이트만을 사용함으로 고속의 데이터 처리, 저전력 및 집적화 등의 장점이 있으며, $T_A+(1+[log^m_2])T_X$의 연산 지연시간을 갖는다.

• 정보보호학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.81-93
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• 2000

본 논문에서는 RSA 암호 시스템의 핵심 연산인 모듈로 멱승의 처리속도를 향상시키기 위한 방법으로 하이래딕스 (High-Radix) 연산 방식과 CRT(Chinese Remainder Theorem)를 적용한 새로운 하드웨어 구조를 제안한다. 모듈로 멱승의 기본 연산인 모듈로 곱셈은 16진 연산 방법을 사용하여 PE(Processing Element)의 개수를 1/4고 줄임으로써, 기존의 이 진 연산 방식에 비해 클럭 수차 파이프라이닝 플립플롭의 지연시간을 1/4로 줄였다. 복호화시에는 합성수인 계수 N 의 인수, p, q를 알고 있는 점을 이용하여 속도를 향상시키는 일반적인 방법인 CRT 알고리즘을 적용하였다. 즉, s비트 의 키에 대해, s/2비트 모듈로 곱셈기 두 개를 병렬로 동시 수행함으로써 처리 속도를 CRT를 사용하지 않을 때보다 4 배정도 향상시켰다. 암호화의 경우는 두 개의 s/2비트 모듈로 곱셈기를 직렬로 연결하여 s/비트에 대한 연산이 가능하도록 하였으며 공개키는 E는 17비트까지의 지수를 허용하여 빠른 속도를 유지하였다. 모듈로 곱셈은 몽고메리 알고리즘을 변형하여 사용하였으며, 그 내부 계산 구조를 보여주는 데이터 종속 그래프(Dependence Graph)를 수평으로 매핑하여 1차원 선형 어레이 구조로 구성하였다. 그 결과 삼성 0.5um CMOS 스탠다드 셀 라이브러리를 근거로 산출한 때, 1024 비트 RSA 연산에 대해서 160Mhz의 클럭 주파수로 암호화 시에 15Mbps, 복호화 시에 1.22Mbs의 성능을 가질 것으로 예측되며, 이러한 성능은 지금가지 발표된 국내의의 어느 논문보다도 빠른 RSA 처리 시간이다.