• 정보보호학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.57-64
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• 2003

최근 스마트 카드와 같은 정보보호 장치에 대한 물리적 공격 중 소비 전력 분석을 통해 비밀키를 알아내는 전력분석 공격이 위협적이다. 본 논문에서는 전력분석 공격 중 단순 전력분석(SPA) 공격 및 차분 전력분석(DPA) 공격에 대응할 수 있는 방안을 분석하고 타원곡선 암호시스템에 대해 스칼라 곱셈의 연산량을 줄일 수 있는 방안을 제안한다. 제안하는 스칼라 곱셈 알고리듬은 DPA 공격을 방어하기 위해 비밀키에 랜덤성을 부여하였으며 SPA 공격에 대응하면서 계산 효율을 높이기 위해 비밀키를 절반으로 folding하는 기법을 사용하였다. 제안 알고리듬은 하나의 사전 계산정보를 이용하여 SPA와 DPA 공격을 방어하면서도 스칼라 곱셈 연산량을 이진 방식에 비해 약 33%정도 개선하였다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제19권3호
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• pp.579-586
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• 2018

SPA(Simple Power Analysis)와 DPA(Differential Power Analysis) 공격은 1999년 Kocheretal.[2]이 소개한 부채널 공격(SCA, Side Channel Attacks)으로 SPA는 공격자가 전력소비 또는 전자기 방사선과 같은 단일 측정 트레이스에 대한 부채널 정보를 수집 및 분석해 키를 유추하고 DPA는 동일한 키로 암호화한 서로 다른 평문과 같은 여러 측정 트레이스에 대한 부채널 정보를 수집하고 이에 대한 차분을 이용해 키를 유추하는 보다 정교한 공격방법이다. SPA와 DPA는 공격자가 수집할 수 있는 부채널 정보를 본질적으로 줄여 대응해야 하기 때문에 SPA와 DPA에 대한 대응에는 많은 어려움이 있다. 본 논문에서는 SPA및 DPA와 같은 수동적 부채널 공격에 대응하기 위한 ISAP[8] 스킴에 대한 안전성에 대해 다루고 있고 기존에 부채널 공격에 대응하기 위한 기법 Rekeying 기법과 스펀지 구조를 다루고 있다. 또한, 본 논문에서는 Rekeying 기법과 스펀지 구조에 기반해 보다 안전한 암호화 및 인증을 제공하는 개선된 ISAP 스킴을 제안하고자 한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.219-222
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• 2013

현재 부채널 공격은 P. Kocher에 의해 제안된 공격 방법으로 암호 알고리즘 자체의 안전성이 높다고 하더라도 암호 알고리즘이 구현된 방법이나 구현된 환경에 따라 적용이 가능한 공격법이다. 이러한 부채널 공격은 정보보호 장치의 전력(전압), 실행시간, 오류 출력, 소리 등의 변화를 측정해 각종 정보의 이진코드를 읽어내어 통계적인 방법으로 중요한 정보를 분석함은 물론 위 변조까지 가능하다. 따라서 본 논문에서는 부채널 공격 기법 중에 하나인 SPA 공격 기법과 DPA공격 기법을 살펴보고 현재까지 나온 최신 대응 기술들을 분석하고자 한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제27권5호
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• pp.1001-1011
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• 2017

격자 기반 암호는 양자 컴퓨터 공격에 대응 가능한 포스트 양자 암호 중 하나로 알려져 있다. 그 중 ring-LWE 문제는 LWE의 대수적 변종으로 벡터 대신 환(ring)의 원소를 이용한다. 포스트 양자 암호라 할지라도 실제 디바이스에 이를 적용 할 때 부채널 분석 취약점이 존재한다는 것은 이미 알려져 있다. 실제 2016년 Park 등은 Roy 등이 제안한 NTT를 이용한 ring-LWE 기반 공개키 암호시스템의 SPA 취약점을 보고했으며, Reparaz 등은 Roy 암호에 대한 DPA 공격 및 대응법을 2015년과 2016년에 제안하였다. 본 논문에서는 Roy 암호에 대하여 Park 등이 제안한 선택 암호문 SPA 공격이 NTT를 적용하지 않은 Lyubashevsky 암호의 경우에도 동일하게 적용 가능함을 보인다. 또한 선택 암호문 SPA 공격에 안전한 대응기법을 제안한고 실험적으로 안전성을 검증한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.221-223
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• 2014

P. Kocher 등이 제안한 전력분석공격에는 단순전력분석(SPA), 차분전력분석(DPA), 상관전력분석(CPA)이 있으며, 이러한 공격기법은 암호 알고리즘의 이론적인 취약점이 아닌 암호화 과정에서 누설되는 소모전력을 이용하여 공격한다. 또한 알고리즘이 구현된 방법 또는 환경에 따라 적용이 가능한 공격기법이기에 많은 대응기술들이 연구되고 있다. 본 논문에서는 전력분석공격에 대해 살펴보고 최근까지 연구된 대응기술들을 분석하고자 한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.21-32
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• 2007

Vuillaume-Okeya는 스칼라 모듈러 지수승 연산에서 SPA공격에 안전한 리코딩 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 역원 연산의 비용이 큰 RSA 또는 DSA 같은 시스템에서 효율적으로 구성 될 수 있게 비밀키의 표현을 0을 포함하지 않는 양의 디짓 셋 ${1,2,{\cdots},2^{\omega}-1}$을 이용해 리코딩 하였다. 제안된 방법은 비밀키의 최하위 비트부터 스캔하면서 리코딩하는 Right-to-Left기법이다. 따라서 지수승 연산 전에 리코딩이 연산되고 그 결과를 저장하는 추가적인 공간이 필요하게 된다. 본 논문은 Left-to-Right 방향으로 수행하는 새로운 리코딩 방법들을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 (1) 일반적으로 윈도우 크기가 ${\omega}$인 SPA에 안전한 부호가 없는 Left-to-Right리코딩 방법이고 (2) 윈도우 크기 ${\omega}=1$(즉, {1,2}로 구성된 부호가 없는 이진 표현)인 경우는 일반적인 윈도우 크기 ${\omega}$에 제안된 기법보다 훨씬 간단하게 변형할 수 있다. 또한 (3) 제안된 리코딩 방법은 부호가 없는 comb 방법에도 적용하여 SPA에 안전하게 수행할 수 있고, (4) 기수가 ${\gamma}$인 경우에도 확장하여 SPA에 안전하게 대응할 수 있다. 본 논문에서 제안한 Left-to-Right리코딩 기법들은 메모리의 제약을 받는 장비인 스마트 카드, 센서 노드에 적합하다.

• 정보보호학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.585-591
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• 2013

최근 정보보호 장치를 이용하여 암호 알고리듬을 수행할 경우 부채널 공격과 오류 주입 공격을 결합한 물리적 조합 공격에 의해 비밀 키가 노출될 수 있음이 밝혀졌다. 특히, RSA 암호 시스템에서 수행하는 멱승 연산에 대해 한 번의 오류 주입과 전력 분석을 통해 조합 공격이 가능하다. 본 논문에서는 SPA(Simple Power Analysis)와 FA(Fault Attack)을 방어하기 위해 제안되었던 BNP(Boscher, Naciri, and Prouff) 멱승 알고리듬이 조합 공격에 취약함을 보이고자 한다. 또한, 오류 확산 기법에 기반하여 개인 키를 랜덤화시키는 대응 방안을 제안한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.261-270
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• 2015

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.

• 정보보호학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.1059-1068
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• 2022

양자 컴퓨터의 계산 능력을 고려하여 설계된 양자 내성 암호 NTRU는 수학적으로 안전한 암호 조건을 만족하지만 하드웨어 구현 과정에서는 전력 분석 공격과 같은 부채널 공격 특성을 고려해야 한다. 본 논문에서는 NTRU의 복호화 과정 중 발생하는 전력 신호를 분석할 경우 개인 키가 노출될 가능성이 있음을 검증한다. 개인 키를 복구하는 데에는 단순 전력 분석 공격(Simple Power Analysis, SPA), 상관 전력 분석 공격(Correlation Power Analysis, CPA)과 차분 딥러닝 분석 공격(Differential Deep Learning Analysis, DDLA)을 모두 적용할 수 있었다. 이러한 전력 부채널 공격에 대응하기 위한 기본적인 대응책으로 셔플링 기법이 있으나 보다 효과적인 방법을 제안한다. 제안 방식은 인덱스별로 곱셈(multiplication)후 누산(accumulation)을 하는 것이 아니라 계수별로 누산 후 덧셈만 하도록 함으로써 곱셈 연산에 대한 전력 정보가 누출되지 않도록 하여 CPA 및 DDLA 공격을 방어할 수 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.127-132
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• 2007

본 논문에서는 주어진 기수 ${\gamma}$ 표현법을 SPA에 안전하게 리코딩 하는 방법을 제안한다. 제안된 알고리즘들은 기존의 것들과는 달리, Left-to-Right 리코딩이 가능하도록 구성되어져 있기 때문에 최상위 비트부터 스캔하면서 스칼라 곱셈을 계산하는 알고리즘과 연동이 되어 질 경우, 추가 메모리 없이 쉽게 구현된다는 장점이 있다. 따라서 Left-to-Right리코딩 기법들은 메모리의 제약을 받는 장비인 스마트 카드, 센서 노드에 적합하다.