• 정보보호학회지
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• 제16권4호
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• pp.47-58
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• 2006

전통적인 암호시스템의 분석방법은 암호 프리미티브들로 구성된 부분을 블랙박스로 생각하고 이들을 구성하는 수학적 함수를 분석하여 이론적인 안전성을 정량화 했다. 그러나 암호 프리미티브가 이론적으로 안전하다고 해도 이들을 적용한 암호시스템을 구축할 때 구현 방법에 따라 비밀정보와 연관된 내부 함수가 실행되면서 연산시간, 소모전력, 전자복사, 오류결과 등의 부가적인 정보를 밖으로 누출하는 경우가 있다. 최근 들어 이런 부채널 정보를 통해 비밀정보를 유추하는 기술이 발전하였는데 시차공격법, 전력분석법, 전자복사 공격법, 오류 공격법, 오류 메시지 공격법 등 여러 가지 공격법이 알려지고 있다. 부채널 공격법을 통해 비밀키 암호 알고리즘, 공개키 암호 알고리즘, 해쉬함수 등을 프리미티브로 사용하여 구현한 암호 메카니즘의 취약점이 분석되었으며, 이를 막을 수 있는 대응법도 다양하게 제안되고 있다. 본 고에서는 부채널 공격법과 이의 대응법에 대한 최근 동향을 살펴본다.

• 정보보호학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.3-9
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• 2009

본 논문에서는 블록암호 분석기법인 중간 일치 분석법을 이용한 새로운 부채널 공격 방법을 소개한다. 이 공격 기법을 이용하여, 축소 마스킹을 사용하는 미연방 표준 블록암호 AES에 대한 부채널 공격을 소개한다. 즉, 10개 라운드에 축소 마스킹을 사용하는 AES는 기 제안된 4-라운드 중간 일치 함수에 기반한 부채널 공격에 취약함을 보인다. 이는 전체 12-라운드 192-비트 키 AES가 부채널 공격에 안전하기 위해서는 전체 12개의 라운드에 마스킹을 이용해야함을 나타낸다. 본 논문의 결과는 10개 라운드에 축소 마스킹을 사용하는 AES에 대한 첫 분석 결과이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.219-222
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• 2013

현재 부채널 공격은 P. Kocher에 의해 제안된 공격 방법으로 암호 알고리즘 자체의 안전성이 높다고 하더라도 암호 알고리즘이 구현된 방법이나 구현된 환경에 따라 적용이 가능한 공격법이다. 이러한 부채널 공격은 정보보호 장치의 전력(전압), 실행시간, 오류 출력, 소리 등의 변화를 측정해 각종 정보의 이진코드를 읽어내어 통계적인 방법으로 중요한 정보를 분석함은 물론 위 변조까지 가능하다. 따라서 본 논문에서는 부채널 공격 기법 중에 하나인 SPA 공격 기법과 DPA공격 기법을 살펴보고 현재까지 나온 최신 대응 기술들을 분석하고자 한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2013년도 춘계학술발표대회
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• pp.659-662
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• 2013

과거에는 보안디바이스의 안전성을 탑재된 암호알고리즘의 안전성에 의존하였다. 하지만 부채널 분석을 통해 암호알고리즘의 안전성과는 별개로 부채널 정보에 의한 보안디바이스의 물리적 취약성이 존재함이 밝혀졌다. 이러한 보안디바이스의 물리적 취약성을 보완하기 위해서는 최소 2차 상관전력분석에 대한 대응법이 간구되어야 한다. 최근 2차 상관전력분석에 대한 실용적인 대응법으로 1차 마스킹과 셔플링을 혼합한 방법을 많이 활용하고 있다. 하지만 1차 마스킹과 셔플링이 혼합된 부채널 대응법을 1차 상관전력분석으로 분석하였을 경우, 특이한 피크가 발생한다. 본 논문에서는 마스킹과 셔플링이 혼합된 부채널 대응법을 1차 상관전력분석으로 분석하였을 때, 특이한 피트가 발생함을 실험적으로 확인하였고, 그 피크 발생 원인을 소개한다. 뿐만 아니라, 피크 발생 정보를 추가적인 부채널 분석 정보로 활용할 수 있는 방법을 소개한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.115-123
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• 2007

스마트카드와 같이 계산 능력이나 메모리가 제한된 장치에 암호 시스템을 구현할 때, 장치 내에 내장되어 있는 부채널 공격을 고려한 암호학적인 알고리즘은 적은 메모리를 이용하여 효율적으로 수행되어야 한다. 스칼라 곱셈 연산은 타원곡선 암호시스템에서 중요하게 다뤄지는 연산이기 때문에 부채널 공격에 안전하게 구성되어야만 한다. 하지만 부채널 공격에 안전하다고 제시된 여러 대응방법조차도 때로는 고려되지 않은 분석법에 의해 그 취약점이 드러나곤 한다. SPA에 취약하지 않다고 알려진 더미 연산을 추가한 스칼라 곱셈 연산 알고리즘은 Doubling Attack에 의해 그 취약점이 드러났다. 그러나 스칼라 곱셈의 부채널 공격 대응 방법 중 하나인 Hedabou에 의해 제안된 sABS 방법은 Doubling attack이 적용되지 않는다. 본 논문에서는 기존의 Doubling attack을 활용하여 sABS 방법을 분석할 수 있는 새로운 강화된 Doubling attack을 제안하고, 실험적인 결과를 통해 자세한 공격 방법을 소개한다.

• 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.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2013년도 춘계학술발표대회
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• pp.675-678
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• 2013

암호 알고리즘이 탑재된 환경에서 암호 알고리즘의 이론적 안전성이 고려되어도 환경에 의존한 부가적 정보를 활용하는 부채널 분석에 대한 안전성이 검토되어야 한다. 최근까지 부채널 분석에 대한 안전성을 고려한 대응기법으로 마스킹 기법이 적용되었으나, 이와는 상반된 개념인 하드웨어 DPL(Dual-rail with Precharge Logic) 기법을 응용한 균일한 해밍웨이트를 제공하는 소프트웨어 AES(Advanced Encryption Standard)가 제안되었다. 최근, 소프트웨어 기반 블록암호에 대해 고차 마스킹 부채널 대응법의 비효율성으로 새로운 방법에 대한 다양한 시도가 되고 있으며, 그 중 균일한 해밍웨이트를 제공하는 표현 방법이 효율적이고 안전한 새로운 대응법으로 검토되어지고 있다. 하지만, 논문에서는 균일한 해밍웨이트 데이터 표현방법 기반 부채널 대응법을 해독하는 차분전력분석 방법을 소개한다. 실험을 통해, AES 128비트 키 중 일부분이 분석됨을 확인하였다. 이는 공격자가 테이블 변환 정보를 활용할 수 있다는 다소 강력한 가정하에 실험하였기 때문이다. 앞선 가정 하에 안전성을 제공하기 위해서는 차후 추가적 대응기법이 고려되어야 한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권11호
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• pp.8-15
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• 2009

암호 시스템을 구현할 경우 차분 전력 분석 공격법 등과 같은 부채널 공격법에 대한 안전성은 반드시 고려되어야 한다. 현재까지 부채널 공격법에 대한 다양한 방어 기법이 제안되었으며, 본 논문에서는 그러한 방어 기법 중의 하나인 마스킹 기법을 주로 다루게 된다. 특히 본 논문에서는 이러한 마스킹 기법의 구현에 수반되는 불 마스크와 산술 마스크 사이의 변환 문제에 대한 효율적인 해법을 제시한다. 새로 제안된 방법의 기본적인 아이디어는, ripple adder에 사용되는 carry 비트와 sum 비트를 계산하는 과정 중에 랜덤 비트를 삽입함으로써 공격자가 상기 비트들과 원 데이터 사이의 상관관계를 알아내지 못하게 하는 데에 있다. 새로 제안된 방법은 어떠한 여분의 메모리 사용 없이 단지 6n-5개의 XOR 게이트와 2n-2개의 AND 게이트만을 사용하여 n-비트 이진열에 대한 마스크 변환을 수행하며 변환 수행 시 3n-2 게이트 시간 지연을 필요로 한다. 새로 제안된 방법은 특히 비트 단위의 연산만을 사용하기 때문에 불 연산과 산술 연산을 동시에 사용하는 암호 알고리즘을 차분 전력 분석 공격에 안전하게 하드웨어로 구현하는 경우 효과적으로 사용될 수 있다. 예를 들어 본 논문은 새로 제안된 방법을 SEED 블록 암호 알고리즘의 안전한 구현에 적용하였으며 그 상세한 구현 결과는 본문에 제시된다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.1016-1019
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• 2011

RSA-CRT 알고리즘은 RSA 의 지수승 연산의 효율성을 향상시키기 위해 널리 사용되고 있으며, CRT 를 적용한 알고리즘은 다양한 방법의 부채널 분석(Side Channel Analysis)으로부터 약점이 노출되어 왔다. 그 중 Boer 등에 의해 발표된 MRED 분석 방법은, 등 간격의 데이터(Equidistant Data)를 이용하여 CRT 의 모듈러 리덕션 연산(Modular Reduction)결과로부터의 약점을 활용하여 일반적인 DPA 분석 법을 적용시킨 방법이다. 우리는 리덕션 결과의 데이터에 의존한 분석에서 벗어나, 리덕션 알고리즘 중간 연산 과정을 공격하는 새로운 공격 방법을 개발하였으며, 새로운 공격은 오직 "$256{\times}n$개"의 파형만으로 키 공간을 상당히 줄일 수 있기 때문에, 제한된 평문 수에서 이전에 알려져 있던 일반적인 MRED 분석 방법보다 향상된 분석 성능을 제공한다. 본 논문은 리더션 연산과정을 이용한 새로운 전력 분석 방법을 실제 MCU Chip 을 이용한 분석 결과를 제안한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.515-524
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• 2012

오류 주입 공격은 공격자가 암호 알고리즘이 수행되는 동안 물리적으로 오류를 주입한 후, 그 결과를 분석하여 비밀 정보를 알아내는 강력한 부채널 분석 기법이다. 본 논문에서는 국제 표준 서명 알고리즘인 DSA (Digital Signature Algorithm)에 대하여 그 동안 제안되었던 오류 주입 공격과 대응법을 소개한 후, 기존 오류 주입 공격에 안전하다고 제안된 알고리즘의 취약점을 분석하였다. 또한 오류주입공격에 안전한 새로운 서명알고리즘을 제안한다. 제안하는 방법은 오류확산기법과 2개의 난수를 사용하여 서명 하도록 설계하였고, 현재까지 소개된 모든 오류 주입 공격에 안전하다.