• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.786-792
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• 2016

Camellia 암호는 NTT사 및 미쓰비시 전자회사에서 공동으로 2000년도에 개발되었다. Camellia는 128비트 메시지 블록 크기와 128비트, 192비트 및 256비트 키(Key)에 대한 암호화 방식을 규정하고 있다. 본 논문은 키 스케줄용 레지스터 설정과 기존의 라운드 연산 블록을 통합한 수정된 라운드 연산 블록을 제안하였다. 키 생성과 라운드 연산에 필요한 총 16개의 ROM을 단지 4개의 이중포트 ROM만을 사용하여 구현하였다. 또한 메시지 버퍼를 제공하여 키 생성을 위한 KA와 KB 값이 도출되면 대기 시간없이 즉시 암호화나 복호화가 수행될 수 있도록 하였다. 제안한 Camellia 블록 암호 알고리즘을 Verilgo-HDL을 사용하고 설계하고, Virtex4 디바이스상에 구현하였으며, 최대 동작 주파수는 184.898MHz이다. 128비트 키 모드에서 최대 처리율은 1.183Gbps이며, 192비트 및 256비트 키 모드에서 최대 처리율은 876.5Mbps이다. 본 논문에서 설계된 암호 프로세서는 스마트 카드, 인터넷뱅킹, 전자상거래 및 위성 방송 등과 같은 분야의 보안 모듈로 응용이 가능할 것으로 사료된다.

• 정보보호학회지
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• 제30권6호
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• pp.117-123
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• 2020

NIST에서는 앞으로 다가올 사물인터넷 환경과 양자 컴퓨터 시대를 대비하기 위해 2019년부터 경량암호 표준화 공모전을 그리고 2017년부터 양자내성암호 표준화 공모전을 각각 진행해 오고 있다. 경량암호 표준화 공모전은 경량 블록암호 운영 모드를 통해 저전력 사물인터넷 환경 상에서 높은 가용성을 만족하는 암호 개발을 그리고 양자내성암호 표준화 공모전은 양자컴퓨터 상에서의 양자알고리즘으로부터 안전한 공개키 암호 개발을 각각 목표로 하고 있다. 본 고에서는 차세대 암호의 표준화에 큰 영향을 미치게 될 NIST 경량암호 그리고 양자내성암호 표준화 공모전 동향을 상세히 확인해 보도록 한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.977-983
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• 2009

최근, 하드웨어 환경에서 효율적으로 구현이 가능한 DDP, DDO, COS-기반 블록 암호에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 대부분의 DDP, DDO, COS-기반 블록 암호들은 연관키 공격에 취약한 것으로 드러났다. 12-라운드 블록 암호 SCOS-3는 기제안된 DDP, DDO, COS의 취약점을 제거하기 위해 개발된 COS-기반 블록 암호이다. 본 논문에서는 SCOS-3의 11-라운드 축소 버전에 대한 연관키 차분 공격을 제안한다. 본 논문에서 소개하는 공격은 SCOS-3에 대한 첫 번째 공격이며, $2^{58}$개의 연관키 선택 평문을 이용하여 $2^{117.54}$의 11-라운드 SCOS-3 암호화 연산을 수행하여 11-라운드 SCOS-3의 비밀키를 복구한다. 이를 통해 SCOS-3가 여전히 연관키 공격에 취약함을 알 수 있다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2001년도 추계학술발표논문집
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• pp.681-685
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• 2001

본 논문에서는 난수 발생기로써 랜덤성이 우수하고 하드웨어 설계시 고속성이 보장되어 LFSR(Linear Feedback Shift register) 대안으로 소개되고 있는 셀룰라 오토마타(CA: Cellular Automata)를 소개하고 이를 이용한 새로운 블록 암호 알고리즘을 제안한다. 제안된 블록 암호 알고리즘은 Fiestel 구조로써 라운드 함수와 키 스케쥴링 모두를 셀룰러 오토마타를 이용하여 구성함으로써 구현의 편이성과 고속성을 추구하였다. 제안 알고리즘에 대한 간단한 통계적 검정과 성능평가를 통해 기존 표준 알고리즘고의 비교를 수행하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.1111-1120
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• 2008

셀룰러 오토마타(CA: cellular automata)의 특징 중에서 확산과 국소적인 상호 작용(Local Interaction)은 암호시스템을 설계하는데 적합하여 암호 알고리즘, 의사난수 생성기를 비롯한 암호시스템의 설계 논리로 활용되고 있다. 국내에서는 2002년 CA 기법을 이용한 128 비트 블록 암호(CAB1)가 처음으로 소개되었고, CEC'04에서는 가역 CA를 이용한 64 비트 블록 암호(CAB2)가 제안되었다. 본 논문에서는 두 알고리즘이 각각 차분 공격과 통계 분석에 취약함을 보인다. 먼저, $2^{31.41}$의 선택 평문을 이용하여 $2^{13.41}$의 공격 복잡도를 갖는 CAB1에 대한 차분 공격을 소개한다. 그리고 CAB2는 제안 논문에서 224 비트의 안전성을 갖는다고 제안되었지만, CAB2의 키가 균일 성질을 만족해야만 하는 취약점을 이용하여 184 비트의 안전성만을 가짐을 보인다. 본 논문에서 제안하는 공격 결과는 이 CA 기반 블록 암호들에 대한 첫 번째 분석 결과이다.

• 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.

• 한국항행학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.568-573
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• 2013

본 논문에서는 2008년에 제안된 대칭구조 SPN 블록 암호 알고리즘에 대한 차분 오류 공격을 제안한다. 이 알고리즘은 암호화 과정과 복호화 과정이 동일한 SPN 구조 블록 암호 알고리즘이다. 본 논문에서 소개하는 공격은, 1개의 랜덤 바이트 오류와 $2^8$의 전수조사를 이용하여, 타깃 알고리즘의 128-비트 비밀키를 복구한다. 본 논문의 공격 결과는 대칭구조 SPN 블록 암호 알고리즘에 대한 첫 번째 공격 결과이다.

• 정보보호학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.91-99
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• 2004

Iwata 등은 SPN 구조에 기반한 블록 암호들 중 Serpent에 대한 의사 난수성을 분석하였다. 그들은 Serpent의 구조를 최대한 보존한 상태에서 의사 난수성을 분석하기 위하여 Serpent의 Diffusion layer의 특성을 그대로 보존하여 일반화 한 후 이론을 전개하였다. 본 논문에서는 Serpent가 취한 Diffusion layer 뿐만 아니라 SPN 구조에 기반한 블록 암호들이 취할 수 있는 임의의 Diffusion layer에 대하여 적용 가능한 일반적인 이론을 도출해 낼 것이다. 또한 이러한 일반적인 이론을 Serpent, Crypton, Rijindael 등과 같은 블록 암호들에 적용한 결과를 제시할 것이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.250-252
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• 2017

블록암호 국제표준 AES(Advanced Encryption Standard), 국내표준 ARIA(Academy, Research Institute, Agency) 및 국제표준 해시함수 Whirlpool을 통합 하드웨어로 구현하였다. ARIA 블록암호와 Whirlpool 해시함수는 AES와 유사한 구조를 가지며, 본 논문에서는 저면적 구현을 위해서 하드웨어 자원을 공유하여 설계하였다. Verilog-HDL로 설계된 ARIA-AES-Whirlpool 통합 보안 프로세서를 Virtex5 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였고, $0.18{\mu}m$ 공정의 CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 20 MHz의 동작 주파수에서 71,872 GE로 구현되었다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제11권6호
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• pp.167-174
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• 2022

PIPO 경량 블록암호는 ICISC'20에서 발표된 암호이다. 본 논문에서는 32-bit RISC-V 프로세서 상에서 PIPO 경량 블록암호 ECB, CBC, CTR 운용 모드의 단일 블록 최적화 구현과 병렬 최적화 구현을 진행한다. 단일 블록 구현에서는 32-bit 레지스터 상에서 효율적인 8-bit 단위의 Rlayer 함수 구현을 제안한다. 병렬 구현에서는 병렬 구현을 위한 레지스터 내부 정렬을 진행하며, 서로 다른 4개의 블록이 하나의 레지스터 상에서 Rlayer 함수 연산을 진행하기 위한 방법에 대해 설명한다. 또한 CBC 운용모드의 병렬 구현에서는 암호화 과정에 병렬 구현 기법 적용이 어렵기 때문에 복호화 과정에서의 병렬 구현 기법 적용을 제안하며, CTR 운용모드의 병렬 구현에서는 확장된 초기화 벡터를 사용하여 레지스터 내부 정렬 생략 기법을 제안한다. 본 논문에서는 병렬 구현 기법이 여러 블록암호 운용모드에 적용 가능함을 보여준다. 결과적으로 ECB 운용모드에서 키 스케줄 과정을 포함하고 있는 기존 연구 구현의 성능 대비 단일 블록 구현에서는 1.7배, 병렬 구현에서는 1.89배의 성능 향상을 확인하였다.