• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.795-803
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• 2017

블록암호 ARIA와 AES를 단일 회로로 통합하여 구현한 이중표준지원 암호 프로세서에 대해 기술한다. ARIA-AES 통합 암호 프로세서는 128-비트, 256-비트의 두 가지 키 길이를 지원하며, ECB, CBC, OFB, CTR의 4가지 운영모드를 지원하도록 설계되었다. ARIA와 AES의 알고리듬 공통점을 기반으로 치환계층과 확산계층의 하드웨어 자원이 공유되도록 최적화 하였으며, on-the-fly 키 스케줄러가 포함되어 있어 평문/암호문 블록의 연속적인 암호/복호화 처리가 가능하다. ARIA-AES 통합 프로세서를 $0.18{\mu}m$공정의 CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 54,658 GE로 구현되었으며, 최대 95 MHz의 클록 주파수로 동작할 수 있다. 80 MHz 클록 주파수로 동작할 때, 키 길이 128-b, 256-b의 ARIA 모드에서 처리율은 각각 787 Mbps, 602 Mbps로 예측되었으며, AES 모드에서는 각각 930 Mbps, 682 Mbps로 예측되었다. 설계된 암호 프로세서를 Virtex5 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였다.

• 융합보안논문지
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• 제17권2호
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• pp.15-22
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• 2017

본 논문은 새로운 8-비트 AES (advanced encryption standard) 암호회로 설계를 제안한다. 대부분 8-비트 AES 암호회로는 성능을 희생시켜 하드웨어 크기를 줄인다. 제안한 AES는 2개의 분리된 S-box들을 갖고, 라운드 연산과 키 생성을 병렬로 연산함으로써, 고속 암호 연산이 가능하다. 제안된 AES 구조의 동작 실험 결과, 제안된 AES-128 구조의 최대 연산 지연은 13.0ns의 크기를 갖고, 77MHz의 최대 동작 주파수로 동작함을 확인하였다. 제안된 AES 구조의 성능은 15.2Mbps가 된다. 결론적으로, 제안된 AES의 성능은 기존 8-비트 AES 구조에 비해 1.54배 향상된 성능을 갖고, 회로크기 증가는 1.17배 증가로 제한된다. 제안된 8비트 구조의 AES-128은 8비트 연산 구조 채택에 따른 성능 감소를 줄이면서 저면적 회로로 구현된다. 제안된 8비트 AES는 고속 동작이 필요한 IoT 어플리케이션에 활용될 것으로 기대된다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2002년도 봄 학술발표논문집 Vol.29 No.1 (A)
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• pp.862-864
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• 2002

정보 보안을 위한 암호화 처리는 각종 컴퓨터 시스템이나 통신시스템에서 부가적으로 수행되기 때문에암호화 속도가 느린 경우에는 시스템의 속도 지연을 유발시키게 된다. 따라서 고속의 컴퓨터 연산이나 고속통신에 있어서 이에 맞는 고속의 암호화는 필수적으로 해결되어야 할 과제인데, 이것은 암호화 및 복호화를 하드웨어로 처리함으로서 가능하다. 본 연구에서는 차세대 표준 암호화 알고리즘인 AES-128의 암호화와 복호화를 단일 ASIC칩에 구현하고, 인터페이스 핀의 수와 내부 모듈간의 버스 폭에 따른 칩의 효율성을 평가하였다. 이 연구에서 VHDL 설계 및 시뮬레이션은 Altera 사의 MaxPlus 29.64를 이용하였으며, ASIC 칩은 Altera 사의 FLEXIOK 계열의 칩을 사용하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.211-218
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• 2012

본 논문에서는 IETF 표준 MAC 알고리즘 AES-CMAC에 대한 오류 주입 공격을 제안한다. 본 공격에서 사용된 오류 주입 가정은 FDTC'05에서 제안된 공격 모델에 기반을 둔다. 본 논문에서 제안하는 공격은 매우 적은수의 오류 주입만을 이용하여 AES-CMAC의 128-비트 비밀키를 복구할 수 있다. 본 공격 결과는 AES-CMAC에 대한 첫 번째 키 복구 공격 결과이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.164-166
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• 2016

PRESENT/ARIA/AES의 3가지 블록 암호 알고리즘을 지원하는 암호 프로세서를 MPW(Multi-Project Wafer)칩으로 구현하였다. 설계된 블록 암호 칩은 PRmo(PRESENT with mode of operation) 코어, AR_AS(ARIA_AES) 코어, AES-16b 코어로 구성된다. PRmo는 80/128-비트 마스터키와, ECB, CBC, OFB, CTR의 4가지 운영모드를 지원한다. 128/256-비트 마스터키를 사용하는 AR_AS 코어는 서로 내부 구조가 유사한 ARIA와 AES를 통합하여 설계하였다. AES-16b는 128-비트 마스터키를 지원하고, 16-비트 datapath를 채택하여 저면적으로 구현하였다. 설계된 암호 프로세서를 FPGA검증을 통하여 정상 동작함을 확인하였고, 0.18um 표준 셀 라이브러리로 논리 합성한 결과, 100 KHz에서 52,000 GE로 구현이 되었으며, 최대 92 MHz에서 동작이 가능하다. 합성된 다중 암호 프로세서는 MPW 칩으로 제작될 예정이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.233-241
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• 2018

블록암호 알고리듬 ARIA, AES를 기반으로 GCM (Galois/Counter Mode) 인증암호를 지원하는 암호 프로세서를 경량화 구현하였다. 설계된 암호 프로세서는 블록암호를 위한 128 비트, 256 비트의 두 가지 키 길이와 5가지의 기밀성 운영모드 (ECB, CBC, OFB, CFB, CTR)도 지원한다. 알고리듬 특성을 기반으로 ARIA와 AES를 단일 하드웨어로 통합하여 구현하였으며, CTR 암호연산과 GHASH 연산의 효율적인 동시 처리를 위해 $128{\times}12$ 비트의 부분 병렬 GF (Galois field) 곱셈기를 적용하여 전체적인 성능 최적화를 이루었다. ARIA/AES-GCM 인증암호 프로세서를 FPGA로 구현하여 하드웨어 동작을 확인하였으며, 180 nm CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 60,800 GE로 구현되었다. 최대 동작 주파수 95 MHz에서 키 길이에 따라 AES 블록암호는 1,105 Mbps와 810 Mbps, ARIA 블록암호는 935 Mbps와 715 Mbps, 그리고 GCM 인증암호는 138~184 Mbps의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.1332-1340
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• 2007

본 논문에서는 휴대인터넷 와이브로 (WiBro) 시스템의 보안계층 중 암호 키 (Traffic Encryption Key; TEK)를 암호 복호하는 key wrap/unwrap 알고리듬의 효율적인 하드웨어 설계에 대해 기술한다. 설계된 key wrap/unwrap 코어 (WB_KeyWuW)는 AES (Advanced Encryption Standard) 알고리듬을 기반으로 하고 있으며, 128비트의 TEK를 128비트의 KEK (Key Encryption Key)로 암호화하여 192비트의 암호화된 키를 생성하고, 192비트의 암호화된 키를 복호화하여 128비트의 TEK로 복호하는 기능을 수행한다. 효율적인 하드웨어 구현을 위해 라운드 변환 블록에 하드웨어 공유기법을 적용하여 설계하였으며, 또한 하드웨어 복잡도에 가장 큰 영향을 미치는 SubByte/InvSubByte 블록을 체 변환 방법을 적용하여 구현하였다. 이를 통해, LUT (Lookup Table)로 구현하는 방식에 비해 약 25%의 게이트 수를 감소시켰다. Verilog-HDL로 설계된 WB_KeyWuW 코어는 약 14,300개의 게이트로 구현되었으며, 100-MHz@3.3-V의 클록으로 동작하여 $16{\sim}22-Mbps$의 성능이 예상되어 와이브로 시스템 보안용 하드웨어 구현을 위한 IP로 사용될 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.1032-1040
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• 2010

이 논문에서는 ISO 18185 표준에 따른 컨테이너의 전자봉인과 출발지부터 목적지에 도달할 때까지 화물의 보안 상태를 감시하는 컨테이너 안전수송 감시 시스템의 구현 결과를 기술한다. 전자봉인 표준의 경우 기밀성(confidentiality)에 대한 사양이 정의되어 있지 않아 도청과 같은 보안공격에 취약하다. 이를 위해 RC5와 AES-128 표준에 따른 암호화/복호화 기능을 구현하고 그 성능을 비교하였다. 실험결과는 암 복호화 시간 지연에서 RC5가 우수함을 보였다. 아울러 데이터의 길이가 증가 할수록, 낮은 CPU 성능에서는 더욱 유리하다. 그러나 Tag와 리더 사이의 통신시간을 포함한 응답시간에서는 암호화 처리시간이 차지하는 비중이 1% 미만으로 RC5와 AES-128 사이에 의미있는 성능 차이가 없어 두 사양 모두 사용 가능함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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• pp.759-762
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• 2017

제안기법은 도래하는 클라우드 환경에서 원격의료 시스템을 위한 PACS에서 전송되는 의료정보의 정형데이터와 비정형 데이터의 안전한 전달을 위해 제안한다. 정형데이터는 의료영상과 같은 민감한 데이터로 AES암호화해 전달하고 비정형데이터는 의료이미지의 일부에서 비식별화를위해 암호화된 모자이크 비식별화기법을 이용해 전달한다. 암호화키의 안전성 평가를 위해 사이즈를 증가해가며 실험한 결과 128비트의 크기가 196, 256의크기로 암호화해도 128키와 큰 차이를 보이지 않음을 증명하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.59-65
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• 2010

오류 주입 공격은 비밀키가 내장된 암호 장치에서 연산을 수행 시 공격자가 오류를 주입하여 비밀키를 찾아내는 공격으로서 암호시스템의 안전성에 심각한 위협이 되고 있다. 본 논문에서는 AES 암호를 수행하는 동안 마지막 라운드의 키를 더하는 반복문(for statement)에 대한 오류 주입을 통해 비밀키 전체를 공격할 수 있음을 보이고자 한다. 상용 마이크로프로세서에 AES를 구현한 후 한 번의 레이저 오류 주입 공격을 시도하여 128비트의 비밀키가 노출됨을 확인하였다.