블록 암호는 Feistel 구조와 SPN 구조로 나눌 수 있다. Feistel 구조는 암호 및 복호 알고리즘이 같은 구조이고, SPN 구조는 암호 및 복호 알고리즘이 다르다. SPN 구조에서의 암호 및 복호 라운드 함수는 키 합산층과 S-박스에 의하여 혼돈을 수행하는 치환층 및 확산층의 세 단계로 구성된다. AES, ARIA 등 많은 SPN 구조에서 8 비트 S-박스를 사용하므로 Square 공격, 부메랑 공격, 불능 차분 공격 등이 유효하다. 본 논문에서는 암호와 복호 과정이 동일한 SPN 구조 블록 암호 알고리즘을 제안한다. SPN 구조 전체를 짝수인 N 라운드로 구성하고 1 라운드부터 N/2 라운드까지는 정함수를 적용하고, (N/2)+1 라운드부터 N 라운드까지는 역함수를 적용한다. 또한 정함수단과 역함수단 사이에 대칭 블록을 구성하는 대칭단을 삽입한다. 대칭단은 간단한 비트 슬라이스 대합 S-박스로 구성한다. 비트 슬라이스 대합 S-박스는 Square 공격, 부메랑 공격, 불능 차분 공격 등의 공격을 어렵게 한다. 본 논문에서 제안한 SPN 블록 암호는 제한적 하드웨어 및 소프트웨어 환경인 스마트카드와 전자칩이 내장된 태그와 같은 RFID 환경에서 안전하고 효율적인 암호 시스템을 구성할 수 있다.
본 논문에서는 우리 나라 128 비트 블록 암호 알고리즘 표준인 SEED를 하드웨어로 구현하였다. 먼저 하드웨어 구 현 측면에서 SEED를 같은 비밀키 블록 암호 알고리즘으로 AES 최종 후보 알고리즘인 MARS, RC6, RIJNDAEL, SERPENT, TWOFISH와 비교 분석하였다. 동일한 조건하에서 분석한 결과, SEED는 MARS, RC6, TWOFISH보다는 암호 화 속도가 빨랐지만, 가장 빠른 RIJNDAEL보다는 약 5배정도 느렸다. 이에 속도 측면에서 우수한 성능을 가질 수 있는 고속 SEED 구조를 제안한다. SEED는 동일한 연산을 16번 반복 수행하므로 1라운드를 Jl 함수 블록, J2 함수 블록, key mixing 블록을 포함한 J3 함수 블록의 3단계로 나누고, 이를 파이프라인 시켜 더 빠른 처리 속도를 가지도록 하였다. G 함수는 구현의 효율성을 위해 4개의 확장된 4바이트 SS5-box 들의 xor로 처리하였다. 이를 Verilog HDL을 사용하여 ALTERA FPGA로 검증하였으며, 0.5um 삼성 스탠다드 셀 라이 브러리를 사용할 경우 파이프라인이 가능한 ECB 모드의 암호화와 ECB, CBC, CFB 모드의 복호화 시에는 384비트의 평문을 암복호화하는데 총 50클럭이 소요되어 97.1MHz의 클럭에서 745.6Mbps의 성능을 나타내었다. 파이프라인이 불 가능한 CBC, OFB, CFB 모드의 암호화와 OFB 모드의 복호화 시에는 동일 환경에서 258.9Mbps의 성능을 보였다.
클라우드 서비스가 점차 증가함에 따라 사용자가 클라우드에 데이터 및 파일을 저장하는 일이 빈번해졌다. 하지만 클라우드 환경에 특성상 사용자에 데이터는 통합되어 저장 관리되는데 이때 여러 가지의 정보 유출에 대비한 보안적인 측면의 연구가 필요하다. 본 논문에서는 데이터가 유출 되더라도 암호화를 통해서 유출 시에도 원본 데이터를 확인할 수 없도록 하는 암호화 모듈을 개발하였고 블록암호 알고리즘인 AES, ARIA, SEED, HIGHT, LEA를 통하여 각각의 알고리즘 안정성 및 성능을 분석 하여 클라우드 환경에서 가장 적합한 알고리즘을 확인하였다.
본 논문에서는 미국 국립표준기술연구소의 AES 개발과제 추진일정 제 2라운드에서 선정된 다섯 개의 128비트 암호 알고리듬 중에서 RC6 암호 알고리듬에 대해 ALTERA FPGA를 사용하여 하드웨어로 구현한다. RC6 암호 알고리듬을 하드웨어로 구현하는 과정에서, 키 스케줄링을 포함한 경우와 포함하지 않는 경우에 대하여 각각의 모듈에 대한 구현 방법을 기술하고, 구현된 각각의 코어가 각각 5.37MHz와 5.18MHz로 동작하며, 22개의 클럭을 사용하여 암호/복호화가 완료됨을 보여준다.
최근 환경오염에 의한 수질관리, 재난방지, 해양자원탐사 및 군사목적 등으로 수중환경에서의 음파통신에 대한 관심이 증가하고 있다. 그러나 수중네트워크는 물이라는 특수한 환경으로 인해 많은 제약사항이 존재한다. 이를 극복하기 위한 노력은 계속되고 있으며 더불어 보안의 필요성도 함께 중요시 되고 있다. 본 논문에서는 수중 음파통신 MAC계층에서 AES, ARIA, LEA 암호 알고리즘의 성능을 측정하고 LEA 암호 알고리즘의 우수성을 보이고자 한다.
GPU를 이용하여 병렬 처리 연산을 하는 연구는 활발히 진행되고 있고, 이미 많은 곳에서 사용되고 있다. 본 논문에서는 엔비디아에서 개발한 CUDA를 사용하여 DES 알고리즘을 고속으로 구현하기 위해 CUDA overlapping을 이용했다. 이것은 GPU 에서 연산을 하는 동시에 연산 결과를 바로 Host로 보내어 연산시간과 전송시간을 Overlap 하여 시간을 더 단축 하도록 하는 구현방법이다. 그 결과 Overlap 하기 전보다 약 30%의 성능향상을 확인 할 수 있었다. 향후 DES 뿐만 아니라 3DES, AES, SEED 등 여러 암호화 알고리즘들도 적용할 예정이다.
In this paper, we propose a security-enhanced storing method for the voice data obtained during the flight. When an emergency occurs during flight, the flight data in the storage device such as DTS or Blackbox can be exposed to antagonist or enemy. Currently, zeroize function is embedded in these devices in order to prevent this situation. However, this could not be operated if the system is malfunctioned or the pilot is wounded in the emergency. In order to solve this problem, the voice data compressed by the ADPCM is encrypted in the proposed method composed of the AES algorithm and a reordering method. The simulation results show that the security for the voice date is further enhanced due to the proposed method.
Le, Tuan Thanh;Jeong, JongBeom;Lee, Soonbin;Jang, Dongmin;Ryu, Il-Woong;Ryu, Eun-Seok
한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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한국방송∙미디어공학회 2019년도 하계학술대회
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pp.144-146
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2019
Recently, according to the rapid development of surveillance information, closed-circuit television (CCTV) has become an indispensable component in security systems. A lot of advanced technologies of encryption and compression are implementing to improve the performance and security levels of the CCTV system. Especially, 360 video CCTV streaming is promising for surveillance without blind areas. However, compared to previous systems, 360 CCTV requires large bandwidth and low latency. Therefore, it requires more efficiently effort to improve the CCTV system performance. In order to meet the demands of 360 CCTV streaming, transcoding is an essential process to enhance the current CCTV system. Moreover, encryption algorithm is also an important priority in security system. In this paper, we propose a real-time transcoding solution in combination with the ARIA and AES algorithms. Experimental results prove that the proposed method has achieved around 195% speed up transcoding compared to FFMPEG libx265 method. Furthermore, the proposed system can handle multiple transcoding sessions simultaneously at high performance for both live 360 CCTV system and existing CCTV system.
스크램블링(Scrambling)은 네트워크에서 영상을 전송할 때 보안을 위해 데이터를 특정한 키에 의해 암호화 하여 전송함으로써, 수신자만이 원본 영상으로 복원할 수 있도록 하는 기술이다. 스크램블링은 전송에서 TDES, AES 뿐만아닌 SEED, AIRA의 암호화 알고리즘을 사용한다. 이 경우 암복호화에 많은 시간이 소요되어 실시간 전송환경에서는 전송속도 저하에 따른 QoS 문제가 발생한다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 기존 연구에서는 속도가 빠른 해쉬 함수를 이용하여 스크램블링 암호화 하는 기법을 제안하였다. 하지만 원본 이미지의 일부가 노출될 경우 이후 원본프레임이 노출될 수 있는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 방지하기 위해 다중 해쉬 키 프레임을 이용한 Multi Hash key Frame based Scrambling Encryption 알고리즘을 제안한다. 성능평가에서는 제안하는 스크램블링 기법에 대한 암복호화 비용과 성능을 측정하였으며, 기존기법과 비교하였을 때 원본 노출로 인한 대입공격 취약성 부분을 기존 해쉬 함수의 보안 안전성만큼 향상시켰다.
최근 개인 프라이버시 보호에 대한 중요성이 제기되면서, 보안에 대한 관심이 증가하게 되었다. 본 논문에서는 한국 산업규격 KS 표준 블록 암호 알고리즘인 ARIA의 핵심논리를 유지하면서, 동종 경쟁 알고리즘(AES, Camellia 등)과의 차별성으로 강조되어온 16 ${\times}16$ 이진 행렬을 이용한 확산 계층을$ (4{\times}4){\times}4$의 이진 행렬 형태로 수정한 개선 ARIA를 구현하였다. 개선 설계된 ARIA를 검증하기 위해, 파일 암.복호화 시스템을 적용하였고, 보안 영상 시스템을 개발하였다. 기존의 ARIA의 장점을 유지하기 때문에, 초경량 환경이나 많은 데이터를 초고속으로 처리에 필요한 응용에 더 효과적으로 적용될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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