• 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.

• 정보보호학회논문지
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• 제30권1호
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• pp.39-49
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• 2020

본 논문에서는 중국 표준 블록 암호 알고리즘인 SM4가 부채널 공격에 취약함을 보이고 그에 대한 대응책을 제안하고자 한다. 먼저, SM4는 차분 전력 분석(DPA)과 상관 전력 분석(CPA)에 기반한 공격에 의해 쉽게 비밀 키가 노출됨을 확인하였다. 논문에서는 공격 취약 요소를 분석하고 데이터 마스킹에 기반한 전력 분석 공격 대응 기법을 설계하였다. 제안한 SM4에 대한 1차 마스킹 기법은 딥 러닝 기반의 다층 퍼셉트론(MLP) 모델을 이용한 공격 프로파일링(profiling) 기반 공격에는 여전히 취약하지만, 차분 전력 분석이나 상관 전력 분석과 같은 비프로파일링(non-profiling) 공격에는 충분히 대응할 수 있음을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제18C권1호
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• pp.7-14
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• 2011

전력분석공격은 스마트카드와 같은 저전력 보안장치에 대한 매우 강력한 공격방법이나, 측정된 전력신호와 암호알고리듬 실행 시 추정되는 중간 값과의 상관도를 연산하는 시점이 시간적으로 일치되어야 가능하다. 보안장치에 랜덤클럭을 적용하면 측정된 전력신호 분석 시점이 서로 일치하지 않게 되므로 랜덤클럭이 전력분석 공격에 대한 방어대책으로 사용된다. 본 논문에서는 전력분석공격에서 랜덤클럭 전력신호에 대한 일정피치 기반의 시간적 정렬 방법을 제안한다. 제안방법은 랜덤클럭이 적용된 보안 장치로부터 측정된 전력신호를 일정한 크기를 갖는 기준피치에 맞추어 시간 축 상의 위치와 크기를 정렬하므로 랜덤 클럭 방어대책을 공격할 수 있는 새로운 방법이다. 마지막으로, 랜덤클럭이 적용된 스마트카드 환경에서 실행된 AES 블럭 암호화 알고리듬에 대하여 제안된 방법을 적용하여 그 공격 가능성을 검토한다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2007년도 동계학술대회
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• pp.112-115
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• 2007

최근 부채널 공격으로 스마트 카드 같은 장치의 비밀키를 알아낼 수 있음이 알려지면서 많은 알고리즘에 대한 부채널 공격과 대웅 방안이 연구되고 있다. 차분전력분석은 부채널 공격의 일종으로 암호화 연산 중 발생하는 전력 소모 곡선을 통계적으로 분석하여 키를 알아내는 공격이다. 본 논문에서는 Hocker 형태의 IC칩 차분전력분석공격에 대한 실험 분석 모델을 설정한 후 이를 검증하고자 축소형 모델로 실험한다 실험 분석을 위하여 선정된 장치에 DES 암호알고리즘을 어셈블리로 구현한 후 8비트 마이크로프로세서 형 칩에 탑재하여 암호 알고리즘 실행 시에 발생되는 차분 전력 신호를 분석한다. 그리고 차분전력분석 공격에서 중요한 기술인 분류함수 설정에 따른 분석 성공 여부에 따른 비교를 한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.59-68
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• 2006

스마트카드에 내재된 암호 알고리즘이 이론적으로 안전하더라도 실제 구현 환경에 따라 사이드 채널 공격에 취약하다는 사실이 근래에 알려졌다. 본 논문에서는 스마트카드에 구현된 암호 알고리즘의 안전성을 분석할 수 있는 툴을 직접 개발하여 현재 상용 중인 칩을 탑재한 스마트카드에 사이드 채널 공격 중 가장 강력한 공격 방법으로 알려진 전력분석공격과 오류주입공격을 적용하여 안전성 분석을 하였다. 전력분석공격은 대칭키 암호 시스템에 적용하기 쉬운 차분전력분석 공격을 SEED와 ARIA에 대해서 적용하였고, 오류주입공격은 스마트카드의 동작 클럭과 전원을 차단하는 방법으로 CRT기반의 RSA에 적용하였다. 공격 결과 대상 대응책이 없는 경우의 전력분석공격은 가능하지만 오류주입공격은 칩 내부에 사전 방어대책이 마련되어 있어 사이드 채널 공격에 안전했다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2011년도 제44차 하계학술발표논문집 19권2호
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• pp.71-74
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• 2011

2030년까지 한국에 Smart Grid를 구축할 계획을 가지고 추진하고 있다. Smart Grid는 지능형 전력망으로 기존의 전력망에 IT를 접목시켜 통신을 실시하여 양방향성을 가지게 된다. 기존의 전력망에 부가될 IT전기기기들은 기존에 IT가 지니고 있는 취약점들이 있어 기존의 Smart Grid공격에 노출되어 있다. 본 논문에서는 한국보다 먼저 구축되어서 활용되고 있는 미국의 Smart Grid에 대한 공격사례를 분석한다. 그리고 한국 Smart Grid에 대한 전기IT기기의 취약점을 분석하여, 한국 Smart Grid에 대한 예상 공격을 분석하고, 보안 대책을 제시한다. 본 논문은 한국 Smart Grid에 안정성과 보안성을 갖춘 기술 자료로 활용할 것이다.

• 정보보호학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.11-21
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• 2009

NTRU는 1990년대 Hoffstein 등에 의해 제안된 격자(Lattice) 기반 공개키 암호체계로서 기존의 공개키 암호와 비교하여 동일한 안전성을 제공하면서 암호화 및 복호화 속도가 빠르며 양자 연산 알고리즘을 이용한 공격에도 강하다는 이점이 있어 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 단순 전력 분석 공격과 통계적 특성을 이용한 전력 분석 공격인 상관계수 전력 분석 공격에 대한 NTRU의 안전성을 분석하고, NesC로 구현한 NTRU의 연산을 Telos 모트(mote)에서 수행시켜 측정한 전력 소모 데이터에 상관계수 전력 분석 공격을 적용하여 개인키 정보를 복원하는 실험 결과를 보인다. 또한 이러한 전력 분석 공격을 방지하기 위한 대응 방법을 제시한다. 먼저, 단순 전력 분석 공격을 방지하기 위해 연산 결과를 저장할 배열을 0이 아닌 수로 초기화시키는 방법을 제안하고, 통계적 특성을 이용한 전력분석 공격을 방지하기 위해 연산 순서를 변경하거나 컨볼루션(convolution) 연산에 사용되는 피연산자들에게 무작위성(randomness)을 부여하여 같은 입력에 대해서 랜덤한 전력 소모를 보이도록 하는 방법을 제안한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.1059-1068
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• 2022

양자 컴퓨터의 계산 능력을 고려하여 설계된 양자 내성 암호 NTRU는 수학적으로 안전한 암호 조건을 만족하지만 하드웨어 구현 과정에서는 전력 분석 공격과 같은 부채널 공격 특성을 고려해야 한다. 본 논문에서는 NTRU의 복호화 과정 중 발생하는 전력 신호를 분석할 경우 개인 키가 노출될 가능성이 있음을 검증한다. 개인 키를 복구하는 데에는 단순 전력 분석 공격(Simple Power Analysis, SPA), 상관 전력 분석 공격(Correlation Power Analysis, CPA)과 차분 딥러닝 분석 공격(Differential Deep Learning Analysis, DDLA)을 모두 적용할 수 있었다. 이러한 전력 부채널 공격에 대응하기 위한 기본적인 대응책으로 셔플링 기법이 있으나 보다 효과적인 방법을 제안한다. 제안 방식은 인덱스별로 곱셈(multiplication)후 누산(accumulation)을 하는 것이 아니라 계수별로 누산 후 덧셈만 하도록 함으로써 곱셈 연산에 대한 전력 정보가 누출되지 않도록 하여 CPA 및 DDLA 공격을 방어할 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.2883-2890
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• 2013

전력분석공격은 알려진 값과 마스터키로부터 생성된 숨겨진 값을 입력 받아 연산하는 시점에서 이루어진다. 연산 결과값과 연산 중에 측정된 전력신호의 상관도를 분석하여 숨겨진 값을 찾아내고, 이 찾아낸 값으로 부터 마스터키를 추정할 수 있다. 그러나 전력분석을 가능하게 하는 조건을 바꾸어, 알려진 값과 연산자를 숨기거나, 숨겨진 값으로부터 마스터키의 추정이 불가능하게 하거나, 연산 결과 값과 전력신호간의 상관도를 매우 낮게 하면 전력분석공격이 매우 어렵게 된다. 이와 같은 전력분석공격을 어렵게 하는 조건을 적용한 비밀 중간키를 이용한 소프트웨어적 방어 대책을 제안한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.135-140
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• 2004

ID 기반 암호 시스템과 전력 분석 공격(Power Analysis Attack)은 모두 각각의 분야에서 활발한 연구가 진행되는 주제이다. 특히 DPA(Differential Power Analysis) 공격(2)은 스마트카드와 같은 저전력 장치에 대한 가장 강력한 공격방식으로 취급되어 왔다. 그러나 ID 기반 암호 시스템과 전력 분석 공격은 각기 독립적으로 연구되고 있다. 본 논문에서는 전력 분석 공격이 ID 기반 암호 시스템의 안전도에 미치는 영향에 대해 분석한다. 그 결과로, pairing을 사용하는 ID 기반 암호 시스템의 경우 DPA에 대한 대응책 없이 SPA에 대한 대응책만으로도 충분히 안전하다는 것을 보인다.