• Journal of Information Processing Systems
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• 제11권2호
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• pp.266-279
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• 2015

In this paper, we propose a novel block cipher mode of operation, which is known as the counter chain (CC) mode. The proposed CC mode integrates the cipher block chaining (CBC) block cipher mode of operation with the counter (CTR) mode in a consistent fashion. In the CC mode, the confidentiality and authenticity of data are assured by the CBC mode, while speed is achieved through the CTR mode. The proposed mode of operation overcomes the parallelization deficiency of the CBC mode and the chaining dependency of the counter mode. Experimental results indicate that the proposed CC mode achieves the encryption speed of the CTR mode, which is exceptionally faster than the encryption speed of the CBC mode. Moreover, our proposed CC mode provides better security over the CBC mode. In summary, the proposed CC block cipher mode of operation takes the advantages of both the Counter mode and the CBC mode, while avoiding their shortcomings.

• 한국광학회지
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• 제24권5호
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• pp.262-270
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• 2013

본 논문에서는 블록암호화의 CBC(Cipher Block Chaining) 방식을 광학적인 XOR 연산을 이용하여 새로운 변형된 CBC 암호화 및 복호화 시스템을 제안한다. 제안한 방법은 광학적 XOR 연산의 병렬 처리를 위해 이중 인코딩 방법과 자유 공간 연결 광논리 게이트 방법을 사용한다. 또한 제안된 XOR 연산 기반의 CBC 암호화 방식의 광학적 구성도를 공학적으로 실제 제작 구현 가능한 광 모듈 형태의 광 암호화/복호화 장치로 제안한다. 제안된 방법은 기존의 CBC 방식을 광학적으로 구현했기 때문에 기존의 전자적인 CBC 방식의 장점과 광학적인 고속성과 병렬 처리의 특성으로 인해 많은 정보를 빠른 속도로 암호화 및 복호화가 가능하다. 또한, 광 병렬 처리의 특성상 데이터가 2차원으로 배열되어 데이타 크기가 증가된 평문 데이터와 암호키를 사용함으로써 기존의 전자적 CBC 방식보다도 한층 더 암호 강도가 강력해진 암호화 시스템을 제공한다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과는 제안한 기법이 CBC 모드의 암호화 및 복호화 과정에 효율적임을 보여준다. 한편 제안된 방식은 CBC 방식 외에 ECB(Electronic Code Book) 방식과 CFB(Cipher Feedback Block) 방식에도 적용할 수 있다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제20권1호
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• pp.24-37
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• 2024

To address the requirement for high-speed encryption of large amounts of data, this study improves the widely adopted cipher block chaining (CBC) mode and proposes a controllable parallel cipher block chaining (CPCBC) block cipher mode of operation. The mode consists of two phases: extension and parallel encryption. In the extension phase, the degree of parallelism n is determined as needed. In the parallel encryption phase, n cipher blocks generated in the expansion phase are used as the initialization vectors to open n parallel encryption chains for parallel encryption. The security analysis demonstrates that CPCBC mode can enhance the resistance to byte-flipping attacks and padding oracle attacks if parallelism n is kept secret. Security has been improved when compared to the traditional CBC mode. Performance analysis reveals that this scheme has an almost linear acceleration ratio in the case of encrypting a large amount of data. Compared with the conventional CBC mode, the encryption speed is significantly faster.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.653-656
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• 2013

TFTP(Trivial File Transfer Protocol)는 UDP(User Datagram Protocol) 기반의 파일 전송 프로토콜이다. TFTP는 프로토콜 구조가 단순하여 작은 크기의 데이터를 빠른 속도로 전송할 때 사용된다. 하지만 TFTP는 보안 기능을 지원하지 않기 때문에 데이터 노출의 위험이 있다. 본 논문에서는 Diffie-Hellman 키 교환 방식과 AES-CBC(Advanced Encryption Standard-Cipher Block Chaining) 암호화 방식을 이용하여 TFTP 프로토콜에 보안 기능을 추가하였다. Diffie-Hellman 키 교환 방식을 이용하여 두 사용자 간에 비밀 키를 공유하도록 하였고, AES-CBC 암호화를 지원하여 기밀성을 제공하도록 하였다. 수신된 데이터는 암호화 과정의 역으로 복호화를 수행하였다. WireShark 프로그램을 통하여 암호화된 데이터가 전송 되는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권5호
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• pp.317-322
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• 2014

데이타 보안과 무결성은 유무선 통신 환경에서 데이터 전송 시에 중요한 요소이다. 대량의 데이터는 전송 전에, 통상 암호 연산 모드를 이용한 블록 암호 알고리즘에 의하여 암호화된다. ECB, CBC 등의 기존 연산 모드 외에 블록 암호 연산 모드로 RBF 모드가 제안된 바 있다. 본 논문에서는, 알려진 평문 공격 (known plaintext attack) 및 선택 평문 공격 (chosen plaintext attack)에 대한, RBF 모드의 안전성을 기존 모드들과 비교 분석한 내용을 소개한다. 분석 결과, 기존의 연산 모드들이 알려진/선택 평문 공격에 취약한데 반하여, RBF 모드는 이들 공격에 안전함을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.2657-2662
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• 2010

모바일 기기 기반의 제어시스템에서 정보 해킹과 유출에 대비한 보안기능의 적용이 요구되고 있다. 이를 위한 보안 기술로서 가장 일반적인 방법은 암호와 인증이다. 본 연구에서는 보안 기능이 취약한 모바일 기기 기반의 제어 시스템에 있어서 효율적인 인증 방식 중 하나인 CBC-MAC (Cipher Block Chaining-Message Authentication Code)을 사용하여 외부의 공격으로부터 정보를 보호하는 CBC-MAC 기반의 보안 모바일기기 제어시스템 (SMIV: Secure Mobile in Vehicle)을 제안한다. CBC-MAC 은 송신측과 수신측에 비밀 키를 공유함으로써 전송된 정보가 변경되지 않고 본래의 정보임을 보증하는 방식이다. 제안 시스템의 검증을 위하여 모바일 기기 제어 시스템의 H/W 및 S/W를 구현하고 CBC-MAC 인증 방식을 적용하였다. 기존 연구에서는 모바일 기기를 이용한 제어시스템에서 보안성보다는 개선된 제어 방식이 주로 보고되고 있다. 본 연구에서는 모바일 기기를 이용한 제어시스템에서 보안성을 제고한 모바일 기기 제어시스템을 제안하며 이러한 보안 제어 시스템은 향후 모바일 기기를 이용한 각종 제어 시스템 설계 및 구축에 유용하게 사용될 것이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.798-803
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• 2005

본 논문은 IEEE 802.11i 무선 랜 보안을 위한 AES(Advanced Encryption Standard) 기반 CCMP Core의 설계에 대해서 기술한다. 설계된 CCMP 코어는 데이터 기밀성을 위한 counter 모드와 사용자 인증 및 데이터 무결성 검증을 위한 CBC(Cipher Block Chaining) 모드가 두개의 AES 암호 코어로 병렬 처리되도록 함으로써 전체 성능의 최적화를 이루었다. AES 암호 코어의 하드웨어 복잡도에 가장 큰 영향을 미치는 S-box를 composite field 연산방식을 적용하여 설계함으로써 기존의 LUT(Lookup Table)로 구현하는 방식에 비해 게이트 수가 약 $20\%$ 감소되도록 하였다. 0.25-um CMOS cell 라이브러리로 합성한 결과 13,360개의 게이트로 구현되었으며, 54-MHz의 클럭으로 안전하게 동작하여 168 Mbps의 성능이 예상된다. 설계된 CCMP코어는 Altera Excalibur SoC 칩에 구현하여 동작을 검증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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• pp.367-370
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• 2005

본 논문은 IEEE 802.11i 무선 랜 보안을 위한 AES(Advanced Encryption Standard) 기반 CCMP Core의 설계에 대해서 기술한다. 설계된 CCMP 코어는 데이터 기밀성을 위한 counter 모드와 사용자 인증 및 데이터 무결성 검증을 위한 CBC(Cipher Block Chaining) 모드가 두개의 AES 암호 코어로 병렬 처리되도록 함으로써 전체 성능의 최적화를 이루었다. AES 암호 코어의 하드웨어 복잡도에 가장 큰 영향을 미치는 S-box를 composite field 연산방식을 적용하여 설계함으로써 기존의 LUT(Lookup Table)로 구현하는 방식에 비해 게이트 수가 약 25% 감소되도록 하였다. 0.25-um CMOS cell 라이브러리로 합성한 결과 15,450개의 게이트로 구현되었으며, 50-MHz의 클럭으로 안전하게 동작하여 128 Mbps의 성능이 예상된다. 설계된 CCMP코어는 Altera Excalibur SoC 칩에 구현하여 동작을 검증하였다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.167-176
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• 2009

본 논문에서는 간단한 대칭단을 사용하여 암호와 복호를 동일하게 개선한 SHACAL-1을 제안한다. SHACAL-1의 한 라운드는 20스텝으로 되어 있고 모두 4라운드로 구성되어 있으며 복호는 암호의 역함수로 되어있다. 본 논문에서 제안하는 대칭구조 SHACAL-1은 전반부, 대칭단 그리고 후반부의 3개 부분으로 구성한다. 전반부는 SHACAL-1의 암호 알고리즘으로 한 라운드는 10스텝으로 하여 4라운드로 구성한다. 후반부는 SHACAL-1의 복호 알고리즘으로 동일하게 구조를 가진다. 그 중간에 대칭단을 삽입하여 암호와 복호 알고리즘을 동일하게 구성한다. 제안한 대칭구조 SHACAL-1은 SHACAL-1과 수행시간 테스트 결과 거의 영향을 미치지 않은 결과를 보였고, 안전성 또한 대칭단의 적응으로 선형, 차분분석과 같은 높은 확률 패스를 이용한 공격에도 분석을 어렵게 하고 있다. 제안한 알고리즘은 암호와 복호가 다른 블록 암호에도 쉽게 적용 가능하며, 다른 블록 암호 설계에도 유용하다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제6권2호
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• pp.133-139
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• 2017

Vehicles have increasingly evolved and become intelligent with convergence of information and communications technologies (ICT). Vehicle communications (VC) has become one of the major necessities for intelligent vehicles. However, VC suffers from serious security problems that hinder its commercialization. Hence, the IEEE 1609 Wireless Access Vehicular Environment (WAVE) protocol defines a security service for VC. This service includes Advanced Encryption Standard-Counter with CBC-MAC (AES-CCM) for data encryption in VC. A high-speed AES-CCM crypto module is necessary, because VC requires a fast communication rate between vehicles. In this study, we propose and implement an efficient AES-CCM hardware architecture for high-speed VC. First, we propose a 32-bit substitution table (S_Box) to reduce the AES module latency. Second, we employ key box register files to save key expansion results. Third, we save the input and processed data to internal register files for secure encryption and to secure data from external attacks. Finally, we design a parallel architecture for both cipher block chaining message authentication code (CBC-MAC) and the counter module in AES-CCM to improve performance. For implementation of the field programmable gate array (FPGA) hardware, we use a Xilinx Virtex-5 FPGA chip. The entire operation of the AES-CCM module is validated by timing simulations in Xilinx ISE at a speed of 166.2 MHz.