• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.1093-1100
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• 2008

블록 암호를 설계하는 방식으로 크게 Feistel 구조와 SPN 구조로 나눌 수 있다. Feistel 구조는 암호 및 복호 알고리즘이 같은 구조이고, SPN구조는 암호 및 복호 알고리즘이 다르다. 본 논문에서는 암호와 복호 과정이 동일한 SPN 구조 블록 암호 알고리즘을 제안한다. 즉 SPN 구조 전체를 짝수인 N 라운드로 구성하고 1 라운드부터 N/2라운드까지는 정함수를 사용하고, (N/2)+1 라운드부터 N 라운드까지는 역함수를 사용한다. 또한 정함수 단과 역함수 단 사이에 대칭 블록을 구성하는 대칭 단을 삽입한다. 본 논문에서 정함수로는 안전성이 증명된 AES의 암호 알고리즘을, 역함수로는 AES의 복호 알고리즘을 사용하고, 대칭 단은 32 비트 회전과 간단한 논리연산을 사용하여 비선형성을 증가시켜 바이트 또는 워드 단위의 공격에 강하게 한다. 본 논문에서 제안한 암호와 복호가 동일한 대칭 구조 SPN 알고리즘은 하드웨어 구성이 간단한 장점을 가지므로 제한적 하드웨어 및 소프트웨어 환경인 스마트카드와 전자 칩이 내장된 태그와 같은 RFID 환경에서 안전하고 효율적인 암호를 구성할 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.778-784
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• 2012

대칭형 블록 암호 시스템은 암호화와 복호화 과정에서 동일한 암호키를 사용한다. HIGHT 암호 알고리즘은 2010년 ISO/IEC에서 국제표준으로 승인된 모바일용 64비트 블록 암호기술이다. 본 논문에서는 HIGHT 블록 암호 알고리즘을 Verilog-HDL을 이용하여 설계하였다. ECB, CBC, OFB 및 CTR과 같은 블록 암호용 4개의 암호 운영모드를 지원하고 있다. 고정된 크기의 연속적인 메시지 블록을 암 복호화할 때, 매 34클럭 사이클마다 64비트 메시지 블록을 처리할 수 있다. Xilinx사의 vertex 칩에서 144MHz의 동작 주파수를 가지며, 최대 처리율은 271Mbps이다. 설계된 암호 프로세서는 PDA, 스마트 카드, 인터넷 뱅킹 및 위성 방송 등과 같은 분야의 보안 모듈로 응용이 가능할 것으로 사료된다.

• 정보보호학회논문지
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• 제32권5호
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• pp.751-763
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• 2022

최근 세계적으로 사물인터넷 부문의 지출 성장이 높아짐에 따라 이를 암호화하기 위한 경량 블록 암호의 중요성 또한 높아지고 있다. ICISC 2020에 제안된 경량 블록 암호 PIPO 암호화 알고리즘은 Unbalanced bridge 구조를 이용한 SPN 구조의 암호이다. 화이트박스 공격 모델은 공격자가 암호화 동작의 중간값까지 알 수 있는 상태를 의미한다. 이를 대응하기 위한 기법으로 2002년 Chow 등은 화이트박스 구현 기법을 제안하여 DES와 AES에 적용하였다. 본 논문에서는 경량 블록 암호 PIPO 알고리즘에 화이트박스 구현 기법을 적용한 화이트박스 PIPO를 제안한다. 화이트박스 PIPO는 Chow 등이 제안한 화이트박스 AES 대비 테이블의 크기는 약 5.8배, 연산 시간은 약 17배 감소하였다. 또한, 모바일 보안제품에 화이트박스 PIPO를 활용하였으며 적용 범위에 따른 테스트 케이스 별 실험 결과를 제시한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제33권3호
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• pp.383-389
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• 2023

양자 컴퓨터의 발전 및 Shor 알고리즘, Grover 알고리즘과 같은 양자 알고리즘의 등장으로 인해 기존 암호의 안전성은 큰 위협을 받고 있다. 양자 알고리즘은 기존 컴퓨터에서 오랜 시간이 걸리는 수학적 작업을 효율적으로 할 수 있게 해준다. 이 특성은 수학적 문제에 의존하는 현대 암호 시스템이 깨지는 시간을 단축시킬 수 있다. 이러한 알고리즘을 기반으로 하는 양자 공격에 대비하기 위해서는 기존 암호를 양자회로로 구현해야 한다. 이미 많은 암호들은 양자회로로 구현되어 공격에 필요한 양자 자원을 분석하고 암호에 대한 양자 강도를 확인하였다. 본 논문에서는 LED 경량 블록암호에 대한 양자회로를 제시하고 양자회로의 각 함수에 대한 설명을 진행한다. 이후LED 양자회로에 대한 자원을 추정하고 다른 경량 블록암호와 비교하여 평가해보도록 한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권7호
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• pp.1419-1424
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• 2005

본 논문에서는 통신 채널의 오류로 인하여 통신 단말간에 서로 송수신되는 정보중에 임의의 비트가 삭제되거나 추가되어 암호 알고리즘을 사용하여 통신이 불가능해지는 경우, 이를 극복하기 위한 기법으로 Statistical CFB 방식의 암호 알고리즘을 제안한다. 먼저, 비트 삽입 또는 비트 삭제 발생 시 오류 전파의 영향을 수학적으로 모델링하여 이론적인 Statistical CFB 암호 알고리즘의 성능을 분석한다. 이 경우, Statistical CFB 방식의 성능을 결정하는 요소인 농기 패턴의 길이와 피프백되는 키의 길이를 변화해가며 분석하도록 한다. 또한 이론적인 분석과 함께 실제로 특정 길이의 동기 패턴과 피드백되는 키를 선택한 후, Statistical CFB 방식을 적용한 암호 알고리즘을 사용하여 성능을 분석하였다. 이를 이론적인 분석 결과와 비교하여 제안된 암호 알고리즘의 타당성을 검증한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.1117-1127
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• 2014

차분 오류 공격(Differential Fault Analysis)은 블록 암호 알고리즘의 안전성 분석에 널리 사용되는 부채널 기법 중 하나이다. 차분 오류 공격은 대표적인 블록 암호인 DES, AES, ARIA, SEED와 경량 블록 암호인 PRESENT, HIGHT 등에 적용되었다[1,2,3,4,5,6]. 본 논문에서는 최근 주목 받고 있는 국내 경량 블록 암호 LEA(Lightweight Encryption Algorithm)에 대한 차분 오류 공격을 최초로 제안한다. 본 논문에서 제안하는 LEA에 대한 차분 오류 공격은 300개의 선택적 오류 주입 암호문을 이용하여 $2^{35}$의 시간 복잡도로 128 비트 마스터키 전체를 복구한다. 본 연구의 실험 결과, Intel Core i5 CPU, 메모리 8 GB의 일반 PC 환경에서 수집한 오류 주입 암호문을 이용하여, 평균 40분 이내에 마스터 키를 찾을 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.1929-1934
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• 2017

경량 블록암호화 (Lightweight Encryption Algorithm, LEA)는 연산의 효율성과 높은 보안성으로 인해 가장 각광받고 있는 블록암호화 알고리듬이다. 해당 블록암호화는 실제 응용프로그램에서도 많이 사용되고 있으며 서비스 가용성을 높이기 위해 연산 성능을 개선하는 연구가 많이 진행되고 있다. 본 논문에서는 최신 ARMv8 프로세서 상에서 LEA 연산을 최적화하는 방안에 대해 제안한다. 구현은 새로운 SIMD 명령어 셋인 NEON을 통해 최적화되었으며 병렬화된 연산을 통해 동시에 24 번의 암호화 연산을 수행하도록 한다. 메모리 접근 횟수를 줄이기 위해 활용가능한 모든 NEON 레지스터에 중간 계산값을 할당하여 활용하였다. 해당 구현 결과는 속도 관점에서 평가되었으며 ARMv8 상에서 LEA 암호 구현은 Apple A7 그리고 Apple A9 프로세서 상에서 각각 2.4 cycles/byte 그리고 2.2 cycles/byte 안에 수행 가능함을 확인할 수 있었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.27-35
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• 2011

무선 센서 네트워크(wireless sensor network)의 센서 노드는 특성상 전력 소모량, 전송 속도 및 도달 거리 등이 고려되어 설계되야 하며, 여러 형태의 공격(도청, 해킹, 가입자 비밀정보 유출, 서비스 도착상태 등)에 안전해야 한다. 최근 유럽연합의 eSTREAM 공모사업에서 소프트웨어 분야에 선정된 Rabbit 알고리듬은 ISO/IEC 18033-4 기술분야에 추가 선정되었으며 무선 센서 네트워크에 적용 가능한 스트림 암호이다. 이러한 Rabbit 알고리듬은 이론적 분석에 의해 부채널분석 공격에 대한 복잡도가 중간수준(medium)으로 평가됨에 따라, 본 논문에서는 Rabbit에 대한 전력분석 공격방법을 제안하고 실험을 통하여 검증하였다. 실험을 위해서 프로그래밍이 가능한 고성능 8비트 RISC 계열의 AVR 마이크로프로세서 (ATmega128 L)를 장착한 IEEE 802.15.4/ZigBee 보드에 전력분석 공격의 대응방법이 적용되지 않은 시스템을 구현하고, 해밍무게 모델을 적용한 전력분석 공격을 실시하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권11호
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• pp.5717-5730
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• 2019

LBlock-s is the core block cipher of authentication encryption algorithm LAC, which uses the same structure of LBlock and an improved key schedule algorithm with better diffusion property. Using the differential properties of the key schedule algorithm and the cryptanalytic technique which combines impossible boomerang attacks with related-key attacks, a 15-round related-key impossible boomerang distinguisher is constructed for the first time. Based on the distinguisher, an attack on 22-round LBlock-s is proposed by adding 4 rounds on the top and 3 rounds at the bottom. The time complexity is about only 2^68.76 22-round encryptions and the data complexity is about 2⁵⁸ chosen plaintexts. Compared with published cryptanalysis results on LBlock-s, there has been a sharp decrease in time complexity and an ideal data complexity.

• 한국수학교육학회지시리즈B:순수및응용수학
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• 제6권2호
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• pp.79-86
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• 1999

A Boolean function generates a binary sequence which is frequently used in a stream cipher. There are number of critical concepts which a Boolean function, as a key stream generator in a stream cipher, satisfies. These are nonlinearity, correlation immunity, balancedness, SAC (strictly avalanche criterion), PC (propagation criterion) and so on. In this paper we construct an algorithm for finding the correlation immune order of a Boolean function, and check how long to find the correlation immune order of a given Boolean function in our algorithm.