• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제18권1호
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• pp.147-169
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• 2024

In pace with the development of network technology at lightning speed, social networks have been extensively applied in our lives. However, as social networks retain a large number of users' sensitive information, the openness of this information makes social networks vulnerable to attacks by malicious attackers. To preserve the link privacy of individuals in social networks, an uncertain graph method based on node random response is devised, which satisfies differential privacy while maintaining expected data utility. In this method, to achieve privacy preserving, the random response is applied on nodes to achieve edge modification on an original graph and node differential privacy is introduced to inject uncertainty on the edges. Simultaneously, to keep data utility, a divide and conquer strategy is adopted to decompose the original graph into many sub-graphs and each sub-graph is dealt with separately. In particular, only some larger sub-graphs selected by the exponent mechanism are modified, which further reduces the perturbation to the original graph. The presented method is proven to satisfy differential privacy. The performances of experiments demonstrate that this uncertain graph method can effectively provide a strict privacy guarantee and maintain data utility.

• 정보보호학회논문지
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• 제33권2호
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• pp.175-182
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• 2023

차분 분석은 블록 암호에 대한 분석 기법 중 하나이며, 입력 차분에 대한 출력 차분이 높은 확률로 존재한다는 성질을 이용한다. 무작위 데이터와 특정 출력 차분을 갖는 데이터를 구별할 수 있다면, 차분분석에 대한 데이터 복잡도를 감소시킬 수 있다. 이를 위해 딥러닝 기반의 신경망 구별자에 대한 연구들이 다수 진행되었으며, 본 논문에서는 PIPO 64/128에 대한 최초의 딥러닝 기반의 신경망 구별자를 제안하였다. 여러 입력 차분들을 사용하여 실험한 결과, 0, 1, 3, 5-라운드의 차분 특성에 대한 3 라운드 신경망 구별자가 각각 0.71, 0.64, 0.62, 0.64의정확도를달성하였다. 이 구별자는 고전 구별자와 함께 사용될 경우 최대 8 라운드에 대한 구별 공격이 가능하도록 한다. 따라서 여러 라운드의 입력 차분을 처리할 수 있는 구별자를 찾아냄으로써 확장성을 확보하였다. 향후에는 성능 향상을 위한 최적의 신경망을 구성하기 위해 다양한 신경망 구조를 적용하고, 연관 키 차분을 사용하거나 다중 입력차분을 위한 신경망 구별자를 구현할 예정이다.

• ETRI Journal
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• 제32권3호
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• pp.362-369
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• 2010

While the elliptic curve cryptosystem (ECC) is getting more popular in securing numerous systems, implementations without consideration for side-channel attacks are susceptible to critical information leakage. This paper proposes new power attack countermeasures for ECC over Koblitz curves. Based on some special properties of Koblitz curves, the proposed methods randomize the involved elliptic curve points in a highly regular manner so the resulting scalar multiplication algorithms can defeat the simple power analysis attack and the differential power analysis attack simultaneously. Compared with the previous countermeasures, the new methods are also noticeable in terms of computational cost.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권6호
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• pp.2317-2337
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• 2015

Cryptography provides an effective solution to secure the communication over public networks. The communication over public networks that includes electronic commerce, business and military services, necessitates the requirement of simple and robust encryption techniques. In this paper, a novel image encryption method which employs calligraphy based hybrid scan and random number is presented. The original image is scrambled by pixel position permutation with calligraphy based diagonal and novel calligraphy based scan patterns. The cipher image is obtained by XORing the scrambled image with random numbers. The suggested method resists statistical, differential, entropy, and noise attacks which have been demonstrated with a set of standard images.

• 정보보호학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.75-84
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• 2004

이 논문에서는 블록 암호 알고리즘 GOST의 연관키 차분 공격에 대하여 설명한다. COST는 키 스케줄이 단순하여 연관키 차분 특성식이 발생하는데 이를 이용하여, 우선 랜덤 oracle로부터 GOST 블록 암호 알고리즘을 확률 1-2$^{-64}$ 로 써 구별하는 방법에 대하여 언급하고, 그 다음엔 각각 24-라운드와 6-라운드로 이루어진 두 개의 연관키 차분 특성식을 연접하여 30-라운드 차분 특성식을 꾸민 후 31-라운드 GOST의 마지막 라운드 키 32비트를 복구하는 공격방법에 대하여 설명한다. 또한, 전체 32-라운드 GOST의 마지막 32 라운드의 부분키 12 비트를 91.7%의 성공확률로 2$^{35}$ 의 선택평문과 2$^{36}$ 의 암호화 시간을 이용하여 복구할 수 있는 알고리즘에 대해서 서술한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권8호
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• pp.3852-3864
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• 2016

Patients' health data is very sensitive and the access to individual's health data should be strictly restricted. However, many data consumers may need to use the aggregated health data. For example, the insurance companies needs to use this data to setup the premium level for health insurances. Therefore, privacy-preserving data aggregation solutions for health data have both theoretical importance and application potentials. In this paper, we propose a privacy-preserving health data aggregation scheme using differential privacy. In our scheme, patients' health data are aggregated by the local healthcare center before it is used by data comsumers, and this prevents individual's data from being leaked. Moreover, compared with the existing schemes in the literature, our work enjoys two additional benefits: 1) it not only resists many well known attacks in the open wireless networks, but also achieves the resilience against the human-factor-aware differential aggregation attack; 2) no trusted third party is employed in our proposed scheme, hence it achieves the robustness property and it does not suffer the single point failure problem.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제4권3호
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• pp.105-108
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• 2015

본 논문에서는 2011년에 제안된 비트 슬라이스 대합 S-박스에 의한 대칭 SPN 블록 암호에 대한 차분 오류 공격을 제안한다. 이 블록 암호는 AES를 기반으로 설계되었으며, 암호화와 복호화를 동일하게 구성하여 제한적 하드웨어 및 소프트웨어 환경에서 장점을 가지도록 설계되었으므로, 이 블록 암호는 부채널 분석에 대한 안전성을 가져야 한다. 그러나 본 논문에서 제안하는 공격 방법은 1개의 랜덤 바이트 오류 주입과 $2^8$번의 전수 조사를 통해 본 블록 암호의 128-비트 비밀키를 복구한다. 이 분석 결과는 본 블록 암호에 대한 첫 번째 결과이다.

• Journal of Computing Science and Engineering
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• 제8권4호
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• pp.187-198
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• 2014

In this paper an efficient image encryption scheme based on cyclic rotations and multiple blockwise diffusions with two chaotic maps is proposed. A Sin map is used to generate round keys for the encryption/decryption process. A Pomeau-Manneville map is used to generate chaotic values for permutation, pixel value rotation and diffusion operations. The encryption scheme is composed of three stages: permutation, pixel value rotation and diffusion. The permutation stage performs four operations on the image: row shuffling, column shuffling, cyclic rotation of all the rows and cyclic rotation of all the columns. This stage reduces the correlation significantly among neighboring pixels. The second stage performs circular rotation of pixel values twice by scanning the image horizontally and vertically. The amount of rotation is based on $M{\times}N$ chaotic values. The last stage performs the diffusion four times by scanning the image in four different ways: block of $8{\times}8$ pixels, block of $16{\times}16$ pixels, principal diagonally, and secondary diagonally. Each of the above four diffusions performs the diffusion in two directions (forwards and backwards) with two previously diffused pixels and two chaotic values. This stage makes the scheme resistant to differential attacks. The security and performance of the proposed method is analyzed systematically by using the key space, entropy, statistical, differential and performance analysis. The experimental results confirm that the proposed method is computationally efficient with high security.

• 정보보호학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.33-41
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• 2012

차분 오류 공격은 부채널 공격 기법 중 하나로 DES, AES, ARIA, SEED 등 대표적인 블록 암호 안전성 분석에 널리 사용되었다. PRESENT는 80/128-비트 비밀키를 사용하는 31-라운드 SPN 구조의 64-비트 블록 암호이다. 기제안된 PRESENT에 대한 차분 오류 공격들은 8~64개의 오류를 주입하여 80/128-비트 비밀키를 복구하였다. 본 논문에서는 이를 개선하여 PRESENT-80에 대해 2개의 오류를 주입하여 평균 1.7개의 비밀키를 남기고, PRESENT-128에 대해 3개의 오류를 주입하여 $2^{22.3}$개의 비밀키 후보를 구한다. 이 후 전수 조사를 통해 비밀키를 유일하게 복구한다. 이 공격은 기제안된 PRESENT의 차분 오류 공격보다 더 적은 수의 오류를 주입하여 효과적으로 비밀키를 복구한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.1045-1057
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• 2022

최근 양자 내성 암호 표준화 사업을 진행 중인 미국의 국립표준기술연구소는 표준화가 확정된 4개의 알고리즘을 발표하였다. 본 논문에서는 PKE/KEM 분야에서 표준화가 확정된 CRYSTALS-KYBER 알고리즘의 복호화 과정 중 비프로파일링 기반 전력 분석 공격인 CPA(Correlation Power Analysis)와 DDLA(Differential Deep Learning Analysis)에 의해 개인 키가 노출될 수 있음을 보이고자 한다. 실험 결과 개인 키의 일차 다항식 계수복구에 성공하였으며, 특히 DDLA에서는 중간 값의 해밍 웨이트(Hamming Weight)를 라벨로 사용하는 모델에서 평가 기법인 NMM(Normalized Maximum Margin)의 값이 13.0으로 가장 높은 값을 가져 개인 키를 복구할 수 있는 것을 확인하였다. 또한, 복호화 과정 중 암호문을 랜덤하게 분할하고 계수별 곱셈 연산의 시작 지점을 랜덤화하는 방어 기법을 적용하면 상기한 공격을 방어하는 것을 확인하였다.