• 정보보호학회논문지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.485-494
• /
• 2012

HIGHT는 국내에서 개발된 초경량 블록 암호로서, 정보통신단체(TTA) 표준과 국제표준화기구(ISO/IEC) 18033-3 표준으로 제정되었다. 본 논문에서는 블록암호 HIGHT에 대한 차분 오류 주입 공격을 제안한다. 제안하는 공격에서 공격자는 암호화 과정에서 라운드 28의 입력값에 임의의 1-바이트 오류를 주입할 수 있다고 가정한다. 이러한 가정에서 오류 주입을 통해 얻어진 암호문과 정상적으로 얻어진 암호문의 차분 특성을 이용하여 비밀키를 복구한다. 12개의 오류를 주입할 경우에는 88%의 성공 확률, 7개의 오류를 주입하는 경우에는 51%의 성공 확률로 수초내에 HIGHT의 비밀키를 복구한다.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.48-52
• /
• 2015

본 논문에서는 2011년에 제안된 암호와 복호가 동일한 블록 암호 SSB에 대한 차분 오류 공격을 제안한다. 이 알고리즘은 국제표준 블록암호를 기반으로 설계된 블록 암호로써 하드웨어 구현에서 장점을 갖게 설계되었다. 차분 오류 공격은 부채널 공격 기법 중 하나로 오류 주입 공격과 차분 공격을 결합한 것이다. SSB는 하드웨어 환경에 적합한 알고리즘이므로 차분 오류 공격에 대해 안전성을 가져야 한다. 그러나 본 논문에서 제안하는 차분 오류 공격을 이용하면, 1 개의 랜덤 바이트 오류를 주입과 $2^8$의 전수조사를 통해 SSB의 128 비트 비밀키를 복구할 수 있다. 이 결과는 암호와 복호가 동일한 블록 암호 SSB의 안전성을 분석한 첫 번째 결과이다.

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

• ETRI Journal
• /
• 제33권3호
• /
• pp.434-442
• /
• 2011

This paper presents a practical differential fault analysis method for the faulty Advanced Encryption Standard (AES) with a reduced round by means of a semi-invasive fault injection. To verify our proposal, we implement the AES software on the ATmega128 microcontroller as recommended in the standard document FIPS 197. We reduce the number of rounds using a laser beam injection in the experiment. To deduce the initial round key, we perform an exhaustive search for possible key bytes associated with faulty ciphertexts. Based on the simulation result, our proposal extracts the AES 128-bit secret key in less than 10 hours with 10 pairs of plaintext and faulty ciphertext.

• 정보보호학회논문지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.91-100
• /
• 2011

Triple DES(Data Encryption Standard)는 DES의 안전성을 향상시키기 위하여 2번의 DES 암호화와 1번의 DES 복호화를 수행하는 국제 표준 암호 알고리즘이다. 본 논문에서는 Triple DES에서 수행되는 각각의 DES 알고리즘 중 마지막 라운드를 실행시키지 않도록 오류를 주입함으로써 비밀키를 찾아내는 차분 오류 분석(Differential Fault Analysis, DFA)공격을 제안한다. 제안한 공격 방법을 이용하여 시뮬레이션 결과, 9개 정도의 정상-오류 암호문 쌍을 얻을 수 있으면 $2^{24}$번의 비밀 키 전탐색을 통해 3개의 비밀키를 모두 찾을 수 있었다. 또한, ATmega128 칩에 Triple DES 암호 알고리즘을 실제로 구현하고 레이저를 이용한 오류를 주입함으로써 제안 공격이 오류 주입 대응책이 적용되지 않은 범용 마이크로프로세서 칩에 적용 가능함을 검증하였다.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.510-517
• /
• 2012

64-비트 블록 암호 Piccolo-80은 무선 센서 네트워크 환경과 같이 제한된 환경에 적합하도록 설계된 경량 블록 암호이다. 본 논문에서는 Piccolo-80에 대한 차분 오류 공격을 제안한다. 랜덤 바이트 오류 주입 가정에 기반을 둔 이 공격은 평균 6개의 랜덤 바이트 오류와 $2^{24}$의 전수조사를 이용하여, Piccolo-80의 비밀키를 복구한다. 이는 일반적인 PC에서 수 초 내에 가능함을 의미한다. 본 논문의 공격 결과는 Piccolo-80에 대한 첫 번째 부채널 분석 결과이다.

• 정보보호학회논문지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.17-24
• /
• 2010

차분 오류 공격(DFA) 은 블록 암호의 안전성 분석에 널리 사용되는 부채널 공격 기법으로서, 대표적인 블록 암호인 DES, AES, ARIA, SEED 등에 적용되었다. 기제안된 SEED에 대한 DFA는 라운드 16의 입력값에 영구적인 에러를 주입한다는 가정을 이용한다. 본 논문에서는 SEED의 라운드 차분의 특성 분석과 덧셈 차분의 특성을 이용하여 SEED에 대한 DFA를 제안한다. 본 논문에서 사용하는 공격 가정은 특정 레지스터에 1-비트 오류를 주입한다는 것이다. 이 공격을 이용하여 약 $2^{32}$번의 간단한 산술 연산으로 SEED의 라운드 키 및 마스터 키를 복구할 수 있다. 이는 일반적인 PC에서 수 초 내에 가능함을 의미한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제9권2호
• /
• pp.793-810
• /
• 2015

The TWINE is a new Generalized Feistel Structure (GFS) lightweight cryptosystem in the Internet of Things. It has 36 rounds and the key lengths support 80 bits and 128 bits, which are flexible to provide security for the RFID, smart cards and other highly-constrained devices. Due to the strong attacking ability, fast speed, simple implementation and other characteristics, the differential fault analysis has become an important method to evaluate the security of lightweight cryptosystems. On the basis of the 4-bit fault model and the differential analysis, we propose an effective differential fault attack on the TWINE cryptosystem. Mathematical analysis and simulating experiments show that the attack could recover its 80-bit and 128-bit secret keys by introducing 8 faulty ciphertexts and 18 faulty ciphertexts on average, respectively. The result in this study describes that the TWINE is vulnerable to differential fault analysis. It will be beneficial to the analysis of the same type of other iterated lightweight cryptosystems in the Internet of Things.

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

• 정보보호학회논문지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.167-174
• /
• 2009

최근 Li 등은 국내 표준 암호 알고리듬인 ARIA에 대해 차분 오류 분석 (Differential Fault Analysis, DFA) 공격을 수행하면 평균 45개의 오류 암호문으로 공격이 가능함을 보였다. 본 논문에서는 Li 등의 공격 방법을 개선하여 AES에 대힌 DFA 공격 방법을 제안하고자 한다. 제안하는 AES에 대한 DFA 공격은 최종 오류 암호문을 이용하여 마지막 라운드의 중간 암호문을 계산하고 마지막 라운드 키를 계산하는 기법이다. 본 논문에서는 AES에 대한 DFA 방법과 계산 복잡도를 분석하고 이를 컴퓨터 시뮬레이션한 결과, 1개의 정상 암호문과 2개의 오류 암호문으로 비밀 키를 찾아낼 수 있음을 검증하였다.