• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권10호
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• pp.3815-3833
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• 2021

MILP-based automatic search is the most common method in analyzing the security of cryptographic algorithms. However, this method brings many issues such as low efficiency due to the large size of the model, and the difficulty in finding the contradiction of the impossible differential distinguisher. To analyze the security of ESF algorithm, this paper introduces a simplified MILP-based search model of the differential distinguisher by reducing constrains of XOR and S-box operations, and variables by combining cyclic shift with its adjacent operations. Also, a new method to find contradictions of the impossible differential distinguisher is proposed by introducing temporary variables, which can avoid wrong and miss selection of contradictions. Based on a 9-round impossible differential distinguisher, 15-round attack of ESF can be achieved by extending forward and backward 3-round in single-key setting. Compared with existing results, the exact lower bound of differential active S-boxes in single-key setting for 10-round ESF are improved. Also, 2108 9-round impossible differential distinguishers in single-key setting and 14 12-round impossible differential distinguishers in related-key setting are obtained. Especially, the round of the discovered impossible differential distinguisher in related-key setting is the highest, and compared with the previous results, this attack achieves the highest round number in single-key setting.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.1082-1088
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• 2005

3가지 키 길이(128, 192, 256 비트)를 지원하는 AES Rijndael 암호 알고리즘에서 라운드 키를 빠르게 생성하는 것은 고성능 AES 암호 프로세서를 개발하는데 있어서 핵심적인 요소이다. 본 논문에서는 암호 및 복호 동작이 동일 칩 상에 구현되는 파이프라인 및 반복 구조 AES 프로세서에 모두 적용 가능한 라운드 키생성기를 제안한다. 제안된 라운드 키 생성기는 2개의 모듈(Key_exp_m, Key_exp_s)의 조합으로 구성되며, 모듈화되고 면적 효율적인 구조를 갖고 있다. 3가지 키 길이와 암호 및 복호 동작을 내장한 반복구조 AES 프로세서용 라운드 키 생성기는 0.25um CMOS 표준 셀 라이브러리를 사용할 경우 약 7.8ns의 지연시간을 갖고 있으며 약 17,700개의 게이트로 구성된다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제2권5호
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• pp.297-301
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• 2013

Key agreement protocols allow multi-parties exchanging public information to create a common secret key that is known only to those entities over an insecure network. Since Joux first published the pairing-based one round tripartite key agreement protocol, many authenticated protocols have been proposed. Unfortunately, many of them have been broken while others have been shown to be deficient in some desirable security attributes. In 2004, Cheng et al. presented two protocols aimed at strengthening Shim's certificate-based and Zhang et al.'s tripartite identity-based protocols. This paper reports that 1) In Cheng et al.'s identity-based protocol, an adversary can extract long-term private keys of all the parties involved; and 2) Cheng et al.'s certification-based protocol is weak against key integrity attacks. This paper suggests possible remedies for the security flaws in both protocols and then presents a modified Cheng et al.'s identity-based, one-round tripartite protocol that is more secure than the original protocol.

• 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.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• 제23권6호
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• pp.1203-1212
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• 2012

본 논문에서는 1977년 미국 국립기술표준원이 연방정보처리기준 46으로 공표한 암호화 표준인 현대 대칭키 블록 암호 DES (data encryption standard)의 라운드 키 생성기에 대한 엑셀 매크로 기능을 활용한 라운드 키 생성을 개발하였다. 평문과 암호문과의 관계를 숨기는 확산과 암호문과 암호 키 사이의 관계를 숨기는 혼돈을 반복하는 라운드의 반복으로 평문을 암호화 하는 DES의 설명과 라운드 키 생성 알고리즘을 소개하고 이를 엑셀 매크로기능을 이용하여 라운드 키를 구현하는 생성개발을 제안하고 개발된 매크로의 정확성과 활용성을 서술하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.15-25
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• 2002

본 논문에서는 AES Rijndael 블록 암호 알고리즘을 구현하는 고속 암호 프로세서를 설계하였다. 기존 Rijndael 알고리즘의 고속 동작을 제약하는 라운드 키 계산에 따른 성능 저하 문제를 제거하기 위해, 연산 라운드 구조를 수정하여 라운드 키 계산 동작을 1 라운드 이전에 온라인 방식으로 처리하는 방식을 사용하였다. 그리고 128, 192, 256 비트 키를 지원하는 모듈화된 라운드 키 생성회로를 설계하였다. 설계된 암호 프로세서는 라운드 당 1 클록을 사용하는 반복 연산 구조를 갖고 있으며, 다양한 응용 분야에 적용하기 위해 기존 ECB, CBC 모드와 함께 AES의 새로운 동작 모드로 고려되고 있는 CTR 모드를 지원한다. Verilog HDL로 모델링된 암호 프로세서는 0.25$\mu\textrm{m}$ CMOS 공정의 표준 셀 라이브러리로 합성한 결과 약 51,000개의 게이트로 구성되며, 시뮬레이션 결과 7.5ns의 최대 지연을 가지고 있어서 2.5V 전압에서 125Mhz의 동작 주파수를 갖는다. 설계된 프로세서는 키 길이가 128 비트인 ECB 모드인 경우 약 1.45Gbps의 암.복호율의 성능을 갖는다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제49권3호
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• pp.74-80
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• 2012

최근 Nakatsu는 전력파형의 정보가 충분하지 못한 환경에서 분석 성능을 향상 시키는 하드웨어 AES(Advanced Encryption Standard)에 대한 다중 라운드 CPA (Correlation Power Analysis, CPA) 분석기법을 제안하였다. 본 논문에서는 하드웨어로 구현된 DES(Data Encryption Algorithm)에 1라운드와 2 라운드를 분석하여 마스터키를 찾아내는 다중 라운드 CPA 분석 방법을 제안한다. 제안된 다중 라운드 CPA 분석 기법은 DPA Contest에서 제공한 하드웨어 DES 암호 알고리즘의 전력파형을 사용하여 시뮬레이션을 하였다. 그 결과 300개의 전력파형의 정보만으로도 마스터키의 모든 정보를 찾을 수 있었다. 또한 단일라운드 CPA 분석 기법보다 다중라운드 CPA 기법이 더 효과적으로 마스터키를 분석하는 것을 검증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.2333-2340
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• 2016

128/192/256-비트의 3가지 마스터키 길이와 ECB, CTR 운영모드를 지원하는 LEA (Lightweight Encryption Algorithm) 암호/복호 프로세서를 설계하였다. 라운드 블록을 16단 파이프라인 구조와 128 비트 데이터패스로 구현하여 고속 암호/복호 처리가 이루어지도록 하였다. 마스터키 길이에 따라 12/14/16 파이프라인 스테이지를 거쳐 암호/복호화가 이루어지며, 각 파이프라인 스테이지에서는 라운드 변환이 2회 반복 수행된다. 세 가지 마스터키 길이에 대한 암호/복호 키 스케줄링의 하드웨어 자원이 공유되도록 설계를 최적화하였다. 키 스케줄러에서 생성되는 라운드키는 32개의 라운드키 레지스터에 저장되어 마스터키가 갱신될 때까지 반복적으로 사용된다. 설계된 LEA 프로세서는 FPGA 구현을 통해 하드웨어 동작을 검증하였으며, Xilinx ISE를 이용한 합성 결과로 최대 동작 주파수 130 MHz에서 8.3 Gbps의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권11호
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• pp.5639-5653
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• 2016

Security models for key exchange protocols have been researched for years, however, lots of them only focus on what secret can be compromised but they do not differentiate the timing of secrets compromise, such as the extended Canetti-Krawczyk (eCK) model. In this paper, we propose a new security model for key exchange protocols which can not only consider what keys can be compromised as well as when they are compromised. The proposed security model is important to the security proof of the key exchange protocols with forward secrecy (either weak forward secrecy (wFS) or strong forward secrecy (sFS)). In addition, a new kind of key compromise impersonation (KCI) attacks which is called strong key compromise impersonation (sKCI) attack is proposed. Finally, we provide a new one-round key exchange protocol called mOT+ based on mOT protocol. The security of the mOT+ is given in the new model. It can provide the properties of sKCI-resilience and sFS and it is secure even if the ephemeral key reveal query is considered.

• 한국항행학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.977-983
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• 2009

최근, 하드웨어 환경에서 효율적으로 구현이 가능한 DDP, DDO, COS-기반 블록 암호에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 대부분의 DDP, DDO, COS-기반 블록 암호들은 연관키 공격에 취약한 것으로 드러났다. 12-라운드 블록 암호 SCOS-3는 기제안된 DDP, DDO, COS의 취약점을 제거하기 위해 개발된 COS-기반 블록 암호이다. 본 논문에서는 SCOS-3의 11-라운드 축소 버전에 대한 연관키 차분 공격을 제안한다. 본 논문에서 소개하는 공격은 SCOS-3에 대한 첫 번째 공격이며, $2^{58}$개의 연관키 선택 평문을 이용하여 $2^{117.54}$의 11-라운드 SCOS-3 암호화 연산을 수행하여 11-라운드 SCOS-3의 비밀키를 복구한다. 이를 통해 SCOS-3가 여전히 연관키 공격에 취약함을 알 수 있다.