스마트카드와 같은 정보보호 디바이스에서 데이터를 보호하기 위해 사용되는 RSA 암호 알고리즘은 부채널 분석에 취약함이 밝혀졌다. 특히 암호 알고리즘이 수행되는 동안 소비되는 전력 패턴을 관찰하여 분석에 활용하는 전력 분석공격에 취약하다. 전력 분석 공격은 대표적으로 단순 전력 분석과 차분 전력 분석이 있고, 이 외 충돌 분석 등이 있다. 그 중에서 충돌 분석은 단순 전력 분석 및 차분 전력 분석에 안전하게 설계된 RSA 암호 알고리즘이라도 단일 파형을 이용하여 비밀 키 값을 찾을 수 있는 매우 강력한 공격기법이다. 따라서 기존 메시지 블라인딩 기법에 윈도우 기법을 적용한 대응기법이 고려되었지만, 이는 윈도우 크기가 작은 환경에서 충분히 큰 안전도를 제공하지 못한다. 이에 본 논문에서는 메시지 블라인딩 기법과 윈도우 기법이 적용된 RSA 암호 알고리즘에 지수 분할 기법을 혼합 적용하여 충돌분석에 더 높은 안전도를 제공하는 대응기법을 제시한다. 실험을 통해 본 논문에서 제시하는 대응기법이 윈도우 크기가 작은 환경에서 메시지 블라인딩 기법과 윈도우 기법만 적용된 기존 RSA 암호 알고리즘 보다 공격 복잡도가 약 124% 향상되어 더 높은 안전도를 제공함을 보였다.
Consider RSA with N = pq, q < p < 2q, public encryption exponent e and private decryption exponent d. We first study cryptanalysis of RSA when certain amount of the Most Significant Bits (MSBs) or Least Significant Bits (LSBs) of d is known. The basic lattice based technique is similar to that of Ernst et al. in Eurocrypt 2005. However, our idea of guessing a few MSBs of the secret prime p substantially reduces the requirement of MSBs or LSBs of d for the key exposure attack. Further, we consider the RSA variant proposed by Sun and Yang in PKC 2005 and show that the partial key exposure attack works significantly on this variant.
자바카드 API는 스마트 카드와 같은 작은 메모리를 가진 임베디드 장치에서 실행환경을 최적화하기 위해 구성되었다. 자바카드 API의 목적은 한정된 메모리를 가진 스마트카드 기반의 프로그램을 개발한 때 많은 이점을 제공한다. 본 논문에서는 자바 카드 API를 이용하여 공개키 암호 알고리즘 중에서 대표적인 RSA 알고리즘을 구현하는 것에 목적을 둔다.
Ad Hoc 네트워크는 베이스 스테이션이나 이동스위칭 센터와 같은 기존의 고정 된 infrastructure가 없는 이동 호스트들을 위한 새로운 패러다임이다. 본 논문에서는 기존의 Table-driven 방식과 On-demand 라우팅의 장점을 접목시킨 2-tier 계층구조를 사용한 다이나믹 라우팅 기법과 이를 바탕으로 효율적인 routing 경로를 확보하면서도 구조적으로 취약한 보안 위협 요소들에 대한 안정성을 제공하는 클러스터 노드간에 RSA기법을 사용한 인증 알고리즘을 제안한다.
본 논문에서는 XML 문서보안을 위해 SOAP기반의 ebXML 암호시스템을 RSA알고리듬을 이용한 설계방안과, 전자상거래상의 거래문서를 암호화하고 전송하는 최적화된 문서 보안시스템의 설계방안을 제안한다. 또한, 제안한 ebXML 문서의 암호화문서에 대한 성능비교를 위해 대칭키 방식인 DES와 3DES, 비대칭키 방식인 RSA 암호화 방식 및 제안한 RSA 암호화 방식을 이용한다. ebXML 암호시스템의 성능비교는 동일한 블록크기와 문서크기를 가지고 각각 100회씩을 암 복호화에 걸린 시간을 비교하였으며, 제안한 SOAP기반의 ebXML을 적용한 전자상거래 사이트의 성능평가를 통해 암호화 시간 및 복호화 시간의 네트워크 성능을 분석한다.
부채널 분석 중 전력 분석 공격은 가장 실용적이며 강력한 기법으로 알려져 있다. 전력 분석 공격 중 단일 파형공격은 단 하나의 파형을 이용하여 공개키 암호 시스템의 비밀정보를 복원하는 강력한 분석기법으로 최근에 활발히 연구되고 있다. 가장 최근에 Sim 등은 이러한 공격에 높은 안전성을 갖는 새로운 지수승 알고리즘을 소개하였다. 본 논문에서 Sim 등이 제안한 단일 파형 공격에 높은 공격 복잡도를 갖는 알고리즘의 취약점을 분석한다. 메시지 블라인딩과 지수 분할 기법에 윈도우 기법을 적용해 높은 공격 복잡도를 갖는 알고리즘을 제안하였지만 사전 연산과정에서 발생하는 정보를 이용하여 비밀정보를 복원할 수 있음을 확인하였다. 또한 취약점을 보완하여 단일파형 공격에 높은 공격 복잡도를 갖는 지수승 알고리즘을 새롭게 제안하였다. 설계된 알고리즘은 사전 연산 과정에서 실제지수 연산에 사용되는 값들의 재사용을 최소화 하여 충돌 공격에 대해 높은 안전성를 보장한다.
본 논문은 크게 두 부분으로 나누어 기존의 SSL VPN의 보안 강화와 처리속도 향상을 위하여 타원곡선 암호화(GF(2/sup m/)) 기법과 가상 서버(virtual server)의 보안 강화를 위하여 기존의 LSNAT 대신에 WLCAPT(Weighted Least Connection Address Port Translation)를 제안하고 있다. 일반적으로 기업이 VPN 구축을 위해 SSL 프로토콜을 사용할 때, SSL의 인증과 기밀성에 필요한 키 생성을 처리 속도와 보안상에 문제가 있는 RSA 알고리즘을 사용한다. 본 논문에서는 RSA 대신에 GF(2/sup m/)상의 타원곡선을 사용하여 ECSPK(Elliptic Curve Based Shared Private Key) 알고리즘으로 공유 비밀키를 생성하여 처리 속도와 보안을 강화시키고 또한 서버측에 가상 서버를 두고 이 가상 서버에 WLCAPT기법을 적용하여 주소 변환 후, 본사의 실제 서버와 통신이 이루어지는 보안이 향상된 시스템 설계를 목적으로 한다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제14권9호
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pp.3841-3857
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2020
RSA is one of the best well-known public key cryptosystems. This methodology is widely used at present because there is not any algorithm which can break this system that has all strong parameters within polynomial time. However, it may be easily broken when at least one parameter is weak. In fact, many weak parameters are already found and are solved by some algorithms. Some examples of weak parameters consist of a small private key, a large private key, a small prime factor and a small result of the difference between two prime factors. In this paper, the new weakness of RSA is proposed. Assuming Euler's totient value, Φ (n), can be rewritten as Φ (n) = ad + b, where d is the private key and a, b ∈ ℤ, if a divides both of Φ (n) and b and the new exponent for the decryption equation is a small integer, this condition is assigned as the new weakness for breaking RSA. Firstly, the specific algorithm which is created for this weakness directly is proposed. Secondly, two equations are presented to find a, b and d. In fact, one of two equations must be implemented to find a and b at first. After that, the other equation is chosen to find d. The experimental results show that if this weakness has happened and the new exponent is small, original plaintext, m, will be recovered very fast. Furthermore, number of steps to recover d are very small when a is large. However, if a is too large, d may not be recovered because m which must be always written as m = ha is higher than modulus.
본 논문에서는 RSA 암호 시스템의 핵심 연산인 모듈로 멱승의 처리속도를 향상시키기 위한 방법으로 하이래딕스 (High-Radix) 연산 방식과 CRT(Chinese Remainder Theorem)를 적용한 새로운 하드웨어 구조를 제안한다. 모듈로 멱승의 기본 연산인 모듈로 곱셈은 16진 연산 방법을 사용하여 PE(Processing Element)의 개수를 1/4고 줄임으로써, 기존의 이 진 연산 방식에 비해 클럭 수차 파이프라이닝 플립플롭의 지연시간을 1/4로 줄였다. 복호화시에는 합성수인 계수 N 의 인수, p, q를 알고 있는 점을 이용하여 속도를 향상시키는 일반적인 방법인 CRT 알고리즘을 적용하였다. 즉, s비트 의 키에 대해, s/2비트 모듈로 곱셈기 두 개를 병렬로 동시 수행함으로써 처리 속도를 CRT를 사용하지 않을 때보다 4 배정도 향상시켰다. 암호화의 경우는 두 개의 s/2비트 모듈로 곱셈기를 직렬로 연결하여 s/비트에 대한 연산이 가능하도록 하였으며 공개키는 E는 17비트까지의 지수를 허용하여 빠른 속도를 유지하였다. 모듈로 곱셈은 몽고메리 알고리즘을 변형하여 사용하였으며, 그 내부 계산 구조를 보여주는 데이터 종속 그래프(Dependence Graph)를 수평으로 매핑하여 1차원 선형 어레이 구조로 구성하였다. 그 결과 삼성 0.5um CMOS 스탠다드 셀 라이브러리를 근거로 산출한 때, 1024 비트 RSA 연산에 대해서 160Mhz의 클럭 주파수로 암호화 시에 15Mbps, 복호화 시에 1.22Mbs의 성능을 가질 것으로 예측되며, 이러한 성능은 지금가지 발표된 국내의의 어느 논문보다도 빠른 RSA 처리 시간이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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