• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권6호
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• pp.2148-2167
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• 2021

The proliferation of the Internet of Things (IoT) technologies and applications, especially the rapid rise in the use of mobile devices, from individuals to organizations, has led to the fundamental role of secure wireless networks in all aspects of services that presented with many opportunities and challenges. To ensure the CIA (confidentiality, integrity and accessibility) security model of the networks security and high efficiency of performance results in various resource-constrained applications and environments of the IoT platform, DDO-(data-driven operation) based constructions have been introduced as a primitive design that meet the demand of high speed encryption systems. Among of them, the TMN-family ciphers which were proposed by Tuan P.M., Do Thi B., etc., in 2016, are entirely suitable approaches for various communication applications of wireless mobile networks (WMNs) and advanced wireless sensor networks (WSNs) with high flexibility, applicability and mobility shown in two different algorithm selections, TMN64 and TMN128. The two ciphers provide strong security against known cryptanalysis, such as linear attacks and differential attacks. In this study, we demonstrate new probability results on the security of the two TMN construction versions - TMN64 and TMN128, by proposing efficient related-key recovery attacks. The high probability characteristics (DCs) are constructed under the related-key differential properties on a full number of function rounds of TMN64 and TMN128, as 10-rounds and 12-rounds, respectively. Hence, the amplified boomerang attacks can be applied to break these two ciphers with appropriate complexity of data and time consumptions. The work is expected to be extended and improved with the latest BCT technique for better cryptanalytic results in further research.

• ETRI Journal
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• 제29권5호
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• pp.619-632
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• 2007

Side channel attacks are a very serious menace to embedded devices with cryptographic applications. To counteract such attacks many randomization techniques have been proposed. One efficient technique in elliptic curve cryptosystems randomizes addition chains with binary signed digit (BSD) representations of the secret key. However, when such countermeasures have been used alone, most of them have been broken by various simple power analysis attacks. In this paper, we consider combinations which can enhance the security of countermeasures using BSD representations by adding additional countermeasures. First, we propose several ways the improved countermeasures based on BSD representations can be attacked. In an actual statistical power analysis attack, the number of samples plays an important role. Therefore, we estimate the number of samples needed in the proposed attack.

• ETRI Journal
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• 제39권1호
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• pp.108-115
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• 2017

ARIA is a 128-bit block cipher that has been selected as a Korean encryption standard. Similar to AES, it is robust against differential cryptanalysis and linear cryptanalysis. In this study, we analyze the security of ARIA against differential-linear cryptanalysis. We present five rounds of differential-linear distinguishers for ARIA, which can distinguish five rounds of ARIA from random permutations using only 284.8 chosen plaintexts. Moreover, we develop differential-linear attacks based on six rounds of ARIA-128 and seven rounds of ARIA-256. This is the first multidimensional differential-linear cryptanalysis of ARIA and it has lower data complexity than all previous results. This is a preliminary study and further research may obtain better results in the future.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 Ⅲ
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• pp.1399-1402
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• 2003

Paul Hocker has developed new attacks based on the electric consumption of cryptographic device such as smartcard that performs cryptographic computation. Among those attacks, the Differential Power Analysis(DPA) is one of the most impressive and most difficult to avoid. By analysing the power dissipation of encryption in a device, the secret information inside can be deduced. This paper presents that Advanced Encryption Standard(AES) is highly vulnerable to DPA and readily leaks away all secret keys through the experimental results for DPA. After all, it is required an implementation of the AES algorithm that is not vulnerable to DPA. We also propose countermeasures that employ asynchronous circuit.

• 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.

• 정보보호학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.43-51
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• 2009

1998년 Kocher 등이 블록암호에 대한 차분전력공격(Differential Power Attack, DPA)을 발표하였는데 이 공격으로 스마트 카드와 같이 위조방지가 되어있는 장비에서도 암호알고리즘 연산에 사용된 암호키를 추출할 수 있다. 2003년 Akkar와 Goubin은 DES와 같은 블록암호의 전 후반 $3{\sim}4$ 라운드의 중간값을 마스킹 값으로 랜덤화해서 전력분석을 불가능하게 하는 마스킹 방법을 소개하였다. 그 후, Handschuh 등이 차분분석을 이용해서 Akkar의 마스킹 방법을 공격할 수 있는 방법을 발표하였다. 본 논문에서는 부정차분 분석을 이용해서 공격에 필요한 평문수를 Handschuh 등이 제안한 공격방법 보다 효과적으로 감소시켰으며 키를 찾는 마지막 절차를 개선하여 공격에 사용되는 옳은 입력쌍을 선별하기 위한 해밍웨이트 측정시 발생할 수 있는 오류에 대해서도 효율적인 공격이 가능함을 증명하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.1059-1068
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• 2022

양자 컴퓨터의 계산 능력을 고려하여 설계된 양자 내성 암호 NTRU는 수학적으로 안전한 암호 조건을 만족하지만 하드웨어 구현 과정에서는 전력 분석 공격과 같은 부채널 공격 특성을 고려해야 한다. 본 논문에서는 NTRU의 복호화 과정 중 발생하는 전력 신호를 분석할 경우 개인 키가 노출될 가능성이 있음을 검증한다. 개인 키를 복구하는 데에는 단순 전력 분석 공격(Simple Power Analysis, SPA), 상관 전력 분석 공격(Correlation Power Analysis, CPA)과 차분 딥러닝 분석 공격(Differential Deep Learning Analysis, DDLA)을 모두 적용할 수 있었다. 이러한 전력 부채널 공격에 대응하기 위한 기본적인 대응책으로 셔플링 기법이 있으나 보다 효과적인 방법을 제안한다. 제안 방식은 인덱스별로 곱셈(multiplication)후 누산(accumulation)을 하는 것이 아니라 계수별로 누산 후 덧셈만 하도록 함으로써 곱셈 연산에 대한 전력 정보가 누출되지 않도록 하여 CPA 및 DDLA 공격을 방어할 수 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제32권4호
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• pp.607-615
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• 2022

SITM (See-In-The-Middle) 공격은 부채널 정보를 활용한 차분 분석 기법 중 하나로, CHES 2020에서 제안되었다. 이 기법은 부분적으로 부채널 마스킹이 적용된 블록암호에서 부채널 마스킹이 적용되지 않은 중간 라운드의 전력 파형을 이용해 차분 분석을 진행한다. 블록암호 GIFT는 CHES 2017에 제안된 경량암호로, 블록암호 PRESENT에서 발견된 취약점을 보완하고 더욱 효율적인 구현이 가능하도록 설계되었다. 본 논문에서는 부분 마스킹이 적용된 GIFT-128에 대한 SITM 공격을 제안한다. 이 공격은 4-라운드와 6-라운드 부분 마스킹이 적용된 GIFT-128을 공격대상으로 하며, 공격에 필요한 시간/데이터 복잡도는 각각 2^14.01 /2^14.01, 2¹⁶ /2¹⁶ 이다. 본 논문에서는 SITM 공격에서 사용 가능한 마스터키 복구 논리를 비교하여, 상황에 따라 더욱 효율적인 논리를 선택하는 기준을 성립한다. 마지막으로, NIST 표준 경량암호 공모사업 최종 후보 중 하나인 GIFT-COFB에 해당 공격을 적용하는 방안을 제시한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제30권1호
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• pp.39-49
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• 2020

본 논문에서는 중국 표준 블록 암호 알고리즘인 SM4가 부채널 공격에 취약함을 보이고 그에 대한 대응책을 제안하고자 한다. 먼저, SM4는 차분 전력 분석(DPA)과 상관 전력 분석(CPA)에 기반한 공격에 의해 쉽게 비밀 키가 노출됨을 확인하였다. 논문에서는 공격 취약 요소를 분석하고 데이터 마스킹에 기반한 전력 분석 공격 대응 기법을 설계하였다. 제안한 SM4에 대한 1차 마스킹 기법은 딥 러닝 기반의 다층 퍼셉트론(MLP) 모델을 이용한 공격 프로파일링(profiling) 기반 공격에는 여전히 취약하지만, 차분 전력 분석이나 상관 전력 분석과 같은 비프로파일링(non-profiling) 공격에는 충분히 대응할 수 있음을 확인하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.55-63
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• 2007

본 논문에서는 하드웨어 기반 블록 암호알고리즘에 대한 부채널분석 공격 취약성을 살펴보았다. 분석을 위해 ARIA 알고리즘을 FPGA에 구현하였으며 다양한 분석을 위해 두 가지 형태의 S-box로 나누어 구현하였다. 각각의 구현형태에 대해 DPA 공격, 근거리 DEMA 공격 및 원거리 DEMA 공격을 실험하였다. 기존에 발표된 소프트웨어 기반 스마트카드에 대한 DPA 공격결과와 비교했을 때 하드웨어(FPGA) 기반 암호알고리즘이 병렬처리 및 기타 이유로 인해 좀 더 많은 수의 수집신호가 필요하였지만 S-box의 구현형태에 상관없이 모든 부채널분석 공격에 취약함을 실험적으로 확인하였다.