• 정보보호학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.67-80
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• 2002

본 논문에서는 새로운 블록 암호 알고리즘인 FRACTAL 암호 알고리즘을 제안한다. FRACTAL은 128비트의 블록 길이와 128비트 키를 사용하는 8라운드 Feistel 구조의 암호 알고리즘이며, 블록 암호 알고리즘에 대한 가장 강력한 공격법인 차분 분석과 선형 분석에 대한 안전성이 증명 가능하다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권10호
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• pp.103-108
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• 2016

미래의 것으로 여겨지던 pervasive 컴퓨팅이 현재 널리 이용되고 있다. Pervasive 컴퓨팅의 단점으로 여겨지는 데이터의 유출문제는 데이터의 확실한 보호가 이루어진다면 크게 부각되지 않겠지만 해커들의 홈 네트워크를 통한 정보 수집 등과 같은 문제들이 발생하고 있다. Pervasive 디바이스는 일반적으로 소비 전력, 공간 및 비용 측면에서 제약을 가지고 있고 완벽한 암호화 환경의 구현은 현실적으로 불가하다. 따라서 연구의 초점은 가능한 적은 메모리를 필요로 하는 암호화 경량화에 집중하고 있다. 본 논문은 새로운 경량 블록 암호의 설계 및 구현에 초점을 두고 치환-순열(S-P) 네트워크와 파이스텔 구조의 장단점을 연구하여, 두 가지 네트워크의 이용시 가장 적합한 방향을 제시한다. 알고리즘은 S-박스 및 P-박스와 함께 파이스텔 구조를 사용한다. 본 논문에서는 백도어 아이디어가 알고리즘에 사용되는 것을 방지하기 위해 S-박스를 사용하였다. P-박스와 달리 S-박스는 키 디펜던트 원 스테이지 오메가 네트워크를 사용하여 보안 단계를 향상하였다. 본 논문에서 제안하는 하드웨어는 Verilog HDL로 설계되었으며 Virtex6 XC4VLX80 FPGA iNEXT-V6 테스트 보드를 사용하여 검증하였다. Simple core design은 337 MHz의 최대 클록 주파수에서 196 슬라이스를 합성한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.3-16
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• 2008

무선 센서 네트워크는 센서 노드 또는 모트(mote)라 불리는 소형 장치들로 이루어진 무선 네트워크이다. 최근 센서 네트워크에 대한 연구가 활발한 가운데 센서 네트워크에서의 보안에 관한 연구 또한 활발히 진행되고 있다. 센서 노드 및 센서 네트워크 상의 정보를 안전하게 저장, 전송하기 위해서는 암호 알고리즘의 구현이 필요하며, 이 암호 알고리즘들은 센서 노드의 한정된 자원을 효과적으로 활용할 수 있도록 효율적인 구현이 필수적이다. 센서 노드 상에서 이용될 수 있는 암호로는 TinyECC 등의 공개키 암호와 AES와 같은 표준 블록 암호가 있으나, 스트림 암호는 최근에서야 eSTREAM 프로젝트에서 표준화가 완료되어 아직 센서 노드상에서 사용 가능성이 명확하지 않은 실정이다. 이에 본 논문에서는 eSTREAM의 2단계와 3단계에 채택되었던 10개 소프트웨어 기반 암호들 중 9개의 암호들을 MicaZ 모트 상에 구현하여 성능을 비교하고, 특히 최종적으로 eSTREAM에 채택된 SOSEMANUK, Salsa20, Rabbit을 포함한 6개 암호에 대해서는 MicaZ에 적합하도록 최적화하였다. 또한 참조 구현으로써 하드웨어용 스트림 암호 및 AES-CFB에 대한 실험 결과도 제시한다. 본 논문의 실험에 따르면, 대부분의 스트림 암호가 약 31Kbps - 406Kbps의 암호화 성능을 보임으로써 센서 노드에서 사용하기에 큰 무리가 없음을 확인할 수 있었다. 특히 최종적으로 채택된 SOSEMANUK, Salsa20, Rabbit의 경우 센서 노드에 적합한 128바이트 크기의 작은 패킷의 암호화에서 각각 406Kbps, 176Kbps, 121Kbps의 속도를 보여주고, 70KB, 14KB, 22KB의 ROM및 2811B, 799B, 755B의 RAM을 사용함으로써, 106Kbps의 속도를 보여준 소프트웨어 기반 AES에 비해 우수한 성능을 보임을 알 수 있었다.

• ETRI Journal
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• 제25권2호
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• pp.89-100
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• 2003

The notion of pseudorandomness is the theoretical foundation on which to consider the soundness of a basic structure used in some block ciphers. We examine the pseudorandomness of the block cipher KASUMI, which will be used in the next-generation cellular phones. First, we prove that the four-round unbalanced MISTY-type transformation is pseudorandom in order to illustrate the pseudorandomness of the inside round function FI of KASUMI under an adaptive distinguisher model. Second, we show that the three-round KASUMI-like structure is not pseudorandom but the four-round KASUMI-like structure is pseudorandom under a non-adaptive distinguisher model.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.1495-1500
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• 2011

동적 암호는 키의 크기, 라운드의 수 그리고 평문의 크기가 동시에 측정될 수 있는 특성을 갖고 있다. 본 논문에서는 동적 네트워크에 기반한 대칭적인 블록 암호 알고리즘을 제안한다. 제안하는 동적 암호는 중간충돌공격과 선형 암호해독법에 대해서 안전하다. 또한 동적 암호에 대한 미분 분석이 힘든 것을 보여준다.

• 스마트미디어저널
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• 제12권9호
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• pp.9-18
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• 2023

블랙박스 암호는 하드웨어로 구성된 암호화 장치를 기반으로 '디바이스와 사용자는 신뢰할 수 있다'는 가정하에 동작하는 암호이다. 그러나 공격자에게 내부 구조가 공개되는 순간 키 추출 등의 다양한 공격이 존재함과 동시에 최근 들어 신뢰할 수 없는 개방형 플랫폼에서 암호 알고리즘을 적용하는 경우가 증가하여 블랙 박스 암호 시스템에 대한 위협은 더욱 커져가고 있다. 그로 인해, 개방형 플랫폼에서 암호 알고리즘을 안전하게 동작하고자 암호화 과정에서 암호 키를 숨김으로써 공격자의 키 유출을 어렵게 하는 화이트 박스 암호화 기술이 제안되었다. 하지만, 이러한 화이트 박스 기반 암호는 기존의 암호와는 다르게 정해진 규격이 존재하지 않아 구조적 안전성을 검증하는 것이 어렵다. 이에 CHES에서는 보다 안전한 화이트 박스 암호 활용을 위해 The WhibOx Contest를 주기적으로 개최하여, 다양한 화이트 박스 암호에 대한 안전성 분석이 수행 되었다. 이 중 2016년 Bos가 제안한 Differential Computation Analysis(DCA) 공격법은 현재까지도 안전성 분석에 널리 활용되고 있는 강력한 화이트 박스 블록 암호에 대한 공격 기술에 해당한다. 이에 본 논문은 화이트 박스 암호에 대한 동향을 분석하고, 화이트 박스 블록 암호에 대한 부채널 정보 기반 암호분석 기술인 DCA, HODCA 공격 분석 및 관련 대응 기술 동향을 정리한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.234-235
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• 2016

With the development of the Internet, the popularization of internet has become the new trend and enormously changed the way of human communication. There is a strong need for security. The following research will provide the definition and purpose of IoT and examine its security concerns, In this paper, we surveyed at energy consumption of lightweight block ciphers implemented in reconfigurable devices, and we analyze d the effects that round unrolling might have on the energy consumed during the encryption.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제17권1호
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• pp.97-119
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• 2023

The number of industrial Internet of Things (IoT) users is increasing rapidly. Lightweight block ciphers have started to be used to protect the privacy of users. Hardware-oriented security design should fully consider the use of fewer hardware devices when the function is fully realized. Thus, this paper designs a lightweight block cipher IIoTBC for industrial IoT security. IIoTBC system structure is variable and flexibly adapts to nodes with different security requirements. This paper proposes a 4×4 S-box that achieves a good balance between area overhead and cryptographic properties. In addition, this paper proposes a preprocessing method for 4×4 S-box logic gate expressions, which makes it easier to obtain better area, running time, and power data in ASIC implementation. Applying it to 14 classic lightweight block cipher S-boxes, the results show that is feasible. A series of performance tests and security evaluations were performed on the IIoTBC. As shown by experiments and data comparisons, IIoTBC is compact and secure in industrial IoT sensor nodes. Finally, IIoTBC has been implemented on a temperature state acquisition platform to simulate encrypted transmission of temperature in an industrial environment.

• 정보보호학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.79-85
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• 2006

일반적으로 블록암호를 이용한 암호화는 블록암호의 입력에 맞추기 위해 메시지의 마지막에 적당한 값을 패딩한다. 만약 공격자에게 평문의 패딩이 옳은지 아닌지의 여부를 판단하는 오라클이 있다면 임의의 암호문에 대응하는 평문을 찾는 공격을 패딩 오라클 공격이라 한다. 본 논문에서는 다양한 패딩 방법을 사용하는 블록암호의 이중 모드와 삼중 모드에 대해 이 공격을 수행한다. 이러한 안전성 분석 결과, 공격자가 패딩 오라클을 사용할 수 있다면 36개의 이중 모드들 중 12개, 216개의 삼중 모드들 중 22개가 패딩 오라클 공격에 취약함을 알 수 있었다. 이는 이중 모드와 삼중 모드들은 단일 모드만큼의 안전성 밖에 제시하지 못한다는 사실을 나타낸다.

• 정보보호학회논문지
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• 제31권3호
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• pp.331-340
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• 2021

5G를 포함한 통신 산업이 발전함에 따라, 모바일 임베디드 시스템을 위한 특수목적의 초소형 컴퓨터인 SoC (System on Chip)의 개발이 증대되고 있다. 이에 따라, 산업체와 기업들의 기술 설계의 패러다임이 변화하고 있다. 기존의 공정은 기업들이 마이크로 아키텍처를 구매하였다면, 지금은 ISA (Instruction Set Architecture)를 사들여, 기업이 직접 아키텍처를 설계한다. RISC-V는 축소 명령어 집합 컴퓨터 기반의 개방형 명령어 집합이다. RISC-V는 모듈화를 통하여 확장이 가능한 ISA를 탑재했으며, 현재 전 세계적 기업들의 지원을 통하여 ISA의 확장 버전 등이 개발되고 있다. 본 논문에서는 RISC-V에서 국산 블록 암호 ARIA, LEA, PIPO에 대하여 성능 벤치마킹과 분석 결과를 제공한다. 또한, RISC-V의 기본 명령어 집합과 특징을 활용한 구현 방법을 제안하고 성능을 논의한다.