• 정보보호학회논문지
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• 제29권6호
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• pp.1259-1270
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• 2019

블록 암호를 설계할 때, 설계자는 주로 차분 특성 확률의 상한을 이용하여 라운드 수를 결정한다. 라운드 수는 블록 암호의 성능에 영향을 미치므로, 더 적은 라운드를 갖기 위해 차분 특성 확률의 상한을 정밀하게 계산하는 것이 중요하다. 이전까지의 활성 S-box의 최소 개수를 탐색하는 방법들은 비선형 연산과 선형 연산을 각각 제약식으로 구성하여 차분 특성 확률의 상한을 계산하였다. 하지만 선형 연산이 비선형 연산에 의존적으로 선택되는 BOGI 설계전략(Bad-Output Good-Input Design Strategy)의 경우 이전 탐색방법으로 구한 상한은 정밀하지 않을 수 있다. 본 논문에서는 BOGI 전략의 성질을 이용하여 기존의 방법보다 더 정밀한 차분 특성 확률의 상한을 구하는 새로운 방법을 제안한다. 그리고 이 방법을 이용하여 구한 상한의 타당성을 수학적으로 증명한다. 제안한 방법을 BOGI가 사용된 GIFT-64와 GIFT-128에 각각 적용하여 9라운드까지 차분 특성 확률의 상한을 탐색하였다. GIFT-64의 7라운드와 GIFT-128의 9라운드에 대해 기존의 방법을 적용하면 차분 특성 확률의 상한이 각각 2^-18.395와 2^-26.885이었으나, 제안한 방법을 적용하면 각각 2^-19.81과 2^-28.3으로 더 정밀하게 계산된다.

• Journal of Multimedia Information System
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• 제2권2호
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• pp.193-206
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• 2015

In this paper a new approach for image encryption based on quadruple encryption with dual chaotic maps is proposed. The encryption process is performed with quadruple encryption by invoking the encrypt and decrypt routines with different keys in the sequence EDEE. The decryption process is performed in the reverse direction DDED. The key generation for the quadruple encryption is achieved with a 1D Circle map. The chaotic values for the encrypt and decrypt routines are generated by using a 2D Henon map. The Encrypt routine E is composed of three stages i.e. permutation, pixel value rotation and diffusion. The permutation is achieved by: row and column scrambling with chaotic values, exchanging the lower and the upper principal and secondary diagonal elements based on the chaotic values. The second stage circularly rotates all the pixel values based on the chaotic values. The last stage performs the diffusion in two directions (forward and backward) with two previously diffused pixels and two chaotic values. The security and performance of the proposed scheme are assessed thoroughly by using the key space, statistical, differential, entropy and performance analysis. The proposed scheme is computationally fast with security intact.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권3호
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• pp.1785-1801
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• 2017

In recent years, image encryption algorithms have been developed rapidly in order to ensure the security of image transmission. With the assistance of our previous work, this paper proposes a novel chaotic image encryption algorithm based on self-adaptive model and feedback mechanism to enhance the security and improve the efficiency. Different from other existing methods where the permutation is performed by the self-adaptive model, the initial values of iteration are generated in a novel way to make the distribution of initial values more uniform. Unlike the other schemes which is on the strength of the feedback mechanism in the stage of diffusion, the piecewise linear chaotic map is first introduced to produce the intermediate values for the sake of resisting the differential attack. The security and efficiency analysis has been performed. We measure our scheme through comprehensive simulations, considering key sensitivity, key space, encryption speed, and resistance to common attacks, especially differential attack.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.39-47
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• 2006

MD4를 기반으로 하는 MDx계열 해쉬 함수는 입력 워드의 치환, 순환 시프트 변수의 연쇄, 비선형 함수 등을 이용하여 구성된다. 그러나, 그 구성 방법에 대한 이론적, 실험적 배경은 알려져 있지 않고, 평가를 위한 일반적인 모델도 알려져 있지 않다. 본 논문에서는 해쉬 함수의 설계와 평가를 위하여 해쉬 함수를 일반화하기 위한 근사 모델을 제안하고, MD5에 근사모델을 적용하여 입력 차분의 확산을 고찰하였다. 그 결과, MD5의 약점이 완전 확산을 제공하지 않는데 있다는 것을 확인하였다. 제안된 근사 모델에서 완전 확산을 제공하기 위하여 해쉬 함수 내에 여러 가지 연쇄 패턴을 이용하는 다중 연쇄 패턴을 제안하고, 여분의 계산과 메모리 없이 완전 확산을 제공함을 MD5를 이용한 실험을 통하여 보이고, 그 차분 특성이 갖는 확률이 MD5보다 작음을 증명하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제8권9호
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• pp.225-230
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• 2019

최근 사물인터넷 기술의 발전과 함께 하드웨어 디바이스에서 측정하는 센싱 데이터를 보호하기 위해 다양한 방식의 암호화 알고리즘을 채택하고 있다. 그 중 전 세계에서 가장 많이 사용하는 암호화 알고리즘인 AES(Advanced Encryption Standard) 또한 강력한 안전성을 바탕으로 많은 디바이스에서 사용되고 있다. 하지만 AES 알고리즘은 DPA(Differential Power Analysis), CPA(Correlation Power Analysis) 같은 부채널 분석 공격에 취약하다는 점이 발견되었다. 본 논문에서는 부채널 분석 공격 대응방법 중 가장 널리 알려진 마스킹 기법을 적용한 AES 알고리즘의 소프트웨어 최적화 구현 기법을 제시한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.87-93
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• 2002

SHACAL은 NESSIE 프로젝트에 발표된 블록 암호로서 국제 해쉬 표준인 SHA-1에 기반한다. SHACAL은 XOR 연산, 덧셈에 대한 modular 연산 및 비트별 계산 가능한 부울 함수를 사용한다. 이러한 연산들과 부울 함수의 사용은 차분 공격을 어렵게 만든다. 즉, 비교적 높은 확률을 가지는 긴 라운드의 차분 특성식을 찾기 힘들게 한다. 그러나 SHACAL은 높은 확률의 짧은 차분 특성식들을 가지고 있으며, 이를 이용하여 36-step 부메랑 distinguisher를 꾸밀 수 있다. 본 논문에서는 36-step 부메랑 distinguisher를 이용하여 다양한 키 길이를 가지는 SHACAL의 축소된 라운드에 대한 확장된 부메랑 공격을 소개한다. 공격 결과를 요약하면 256 비트 키를 사용하는 39-step SHACAL과 512 비트 키를 사용하는 47-step SHACAL은 확장된 부메랑 공격이 가능하다.

• 정보보호학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.135-140
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• 2004

ID 기반 암호 시스템과 전력 분석 공격(Power Analysis Attack)은 모두 각각의 분야에서 활발한 연구가 진행되는 주제이다. 특히 DPA(Differential Power Analysis) 공격(2)은 스마트카드와 같은 저전력 장치에 대한 가장 강력한 공격방식으로 취급되어 왔다. 그러나 ID 기반 암호 시스템과 전력 분석 공격은 각기 독립적으로 연구되고 있다. 본 논문에서는 전력 분석 공격이 ID 기반 암호 시스템의 안전도에 미치는 영향에 대해 분석한다. 그 결과로, pairing을 사용하는 ID 기반 암호 시스템의 경우 DPA에 대한 대응책 없이 SPA에 대한 대응책만으로도 충분히 안전하다는 것을 보인다.

• 정보보호학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.15-25
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• 2011

차분 오류 공격(DFA)은 블록 암호의 안전성 분석에 널리 사용되는 부채널 공격 기법으로서, 대표적인 블록 암호인 DES, AES, ARIA, SEED 등에 적용되었다. 2008년 Wei 등은 ARIA-128에 대한 첫번째 DFA를 제안하였다. 이 공격은 평균 45개의 바이트 오류를 이용하여 128-비트 비밀키를 복구하였다. 본 논문에서는 Wei 등의 공격을 개선한 ARIA-128에 대한 DFA를 제안했다. 본 논문에서 제안하는 공격은 4개의 오류만을 이용하여 O($2^{32}$)의 계산 복잡도로 ARIA-128의 비밀키를 복구할 수 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.1009-1017
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• 2012

비밀 키가 내장된 암호 장치에 대한 오류 주입 공격은 공격자가 암호화 연산 시 오류를 주입하여 암호 시스템의 키를 찾아내는 공격이다. 이 공격은 AES와 같은 암호 시스템에서 한 바이트의 오류 주입으로도 비밀 키 전체를 찾아낼 수 있을 정도로 매우 위협적이다. 본 논문에서는 AES 암호 시스템에서 입 출력값의 차분을 검사하는 방법으로 오류 주입 공격을 방어하는 새로운 오류 검출 기법을 제안한다. 또한, 제안 방법이 기존의 공격 대응 방법들과 비교하여 오류 탐지 능력이 우수하고 구현에 필요한 추가적인 오버헤드가 적어 효율적임을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제30권6호
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• pp.1263-1270
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• 2020

차분 오류 공격은 암호화 장비에 인위적인 오작동을 유도하여 발생한 오류 암호문과 정상 암호문의 차분을 이용해 비밀키를 분석하는 기법이다. 일반적으로 차분 오류 공격은 암호 알고리즘의 중간값을 변조시켰을 때의 결과를 이용한다. 반면, 우리는 함수 전체를 생략시켰을 때의 결과를 이용하는 차분 오류 공격을 제안한다. 제안한 기법은 단일 오류 주입 암호문으로 수 초 이내에 전체 비밀키 복구가 가능한 매우 낮은 공격 복잡도를 갖는다. 또한, 우리는 오류가 함수 생략을 유도했는지 검증하는 방안을 제시함으로써 공격자 가정을 현실적으로 낮췄다. 제안한 기법을 실험적으로 검증하기 위해 Riscure 사의 Piñata 보드에 대한 오류 주입 공격을 수행한 결과 함수 생략으로 유도되지 않은 모든 오류 암호문을 거를 수 있었으며, 수 초 내에 비밀키 복구에 성공했다.