• 정보처리학회논문지C
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• 제19C권3호
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• pp.179-184
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• 2012

NIST(National Institute of Standards and Technology)는 SHA-2의 대체 알고리즘 부재로 SHA-3 개발 프로젝트를 진행 되고 있는 중 이다. 2010년 최종 라운드 후보 5개가 발표되었고, SHA-3 최종 라운드 5개의 후보에 대한 부채널 공격 시나리오가 제안되었다. 본 논문에서는 SHA-3 최종 라운드 후보 중 Skein에 대한 부채널 공격 시나리오를 32비트 레지스터를 사용하는 ARM Chip을 이용하여, 8 비트의 블록단위로 Divide and Conquer 분석이 가능함을 실험을 통해 증명한다. 9700개의 파형으로 128비트 키의 모든 비트를 찾을 수 있음을 실험으로 검증하였다.

• 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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• 제29권4호
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• pp.709-718
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• 2019

CHAM은 자원이 제한된 환경에 적합하도록 설계된 경량 블록 암호 알고리즘으로서 안전성과 연산 성능면에서 우수한 특성을 보인다. 그러나 이 알고리즘도 부채널 공격에 대한 취약성을 그대로 내재하고 있기 때문에 마스킹 기법과 같은 대응 기법이 적용되어야 한다. 본 논문에서는 32비트 마이크로프로세서 Cortex-M3 플랫폼에서 부채널 공격에 대응하는 마스킹 기법이 적용된 CHAM 알고리즘을 구현하고 성능을 비교 분석한다. 또한, CHAM 알고리즘이 라운드 수가 많아 연산 효율이 감소되는 점을 고려하여 축소 마스킹 기법을 적용하여 성능을 평가하였다. 축소 라운드 마스킹이 적용된 CHAM-128/128은 구현 결과 마스킹이 없는 경우에 비해 약 4배 정도의 추가 연산이 필요함을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제49권9호
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• pp.55-64
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• 2012

지금까지 부채널 분석은 스마트카드, 전자여권, e-ID 카드와 같은 Chip 기반의 보안 디바이스의 키를 해독하는 데 효과적임이 알려져 왔다. 이에 대한 실용적인 대응법으로 마스킹기법과 셔플링 기법을 혼용한 방법들이 제안되었다. 최근 S.Tillich는 마스킹과 셔플링 기법이 적용된 AES를 Template Attack(TA)을 이용한 biased-mask 공격기법으로 분석하였다. 하지만, S.Tillich 분석 기법을 적용하기 위해서는 사전에 masking 값에 대한 template 정보를 수집하여야 한다는 가정이 필요하다. 뿐만 아니라 분석 대상이 되는 masking 값의 시간 위치를 정확하게 알고 있어야 분석 성공 확률이 높아진다. 본 논문에서는 masking 값에 대한 시간 위치 정보와 이에 대한 template 정보를 활용하지 않고도 마스킹-셔플링 기반한 AES 대응법을 해독하는 새로운 편중전력분석 (Biasing Power Analysis, BPA)를 제안한다. 실제로 MSP430칩에서 구동되는 마스킹-셔플링 기반의 AES 대응법의 파형으로부터 BPA 공격을 통해 비밀키 128비트를 해독하는 실험을 성공하였다. 본 연구의 결과는 차세대 ID 카드 등에 활용될 스마트 칩에 대한 물리적 안전성 검증에 효율적으로 활용될 것으로 사료된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.390-393
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• 2014

현재 정보보호에 대한 중요성이 부각되고 있으며 u-Korea 또는 유비쿼터스 IT 시대에서는 정보보호가 더욱 중요시 되고 있으며, 특히 소형 암호 장치에 있어서 핵심이 되는 암호 알고리즘의 보안성이 중요한 부분이지만 전력분석공격은 암호 알고리즘 자체의 안전성이 높다고 하더라도 암호 알고리즘이 구현된 방법이나 구현된 환경에 따라 적용이 가능한 공격이다. 이에 본 논문에서는 전력분석공격에 대하여 설명하고, 실험환경을 분석 하고자 한다.

• ETRI Journal
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• 제44권3호
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• pp.512-523
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• 2022

Random delay countermeasures introduce random delays into the execution flow to break the synchronization and increase the complexity of the side channel attack. A novel method for attacking devices with random delay countermeasures has been proposed by using a maximal overlap discrete wavelet transform (MODWT)-based power trace alignment algorithm. Firstly, the random delay in the power traces is sensitized using MODWT to the captured power traces. Secondly, it is detected using the proposed random delay detection algorithm. Thirdly, random delays are removed by circular shifting in the wavelet domain, and finally, the power analysis attack is successfully mounted in the wavelet domain. Experimental validation of the proposed method with the National Institute of Standards and Technology certified Advanced Encryption Standard-128 cryptographic algorithm and the SAKURA-G platform showed a 7.5× reduction in measurements to disclosure and a 3.14× improvement in maximum correlation value when compared with similar works in the literature.

• 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.

• ETRI Journal
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• 제30권2호
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• pp.315-325
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• 2008

In this paper, we first investigate the side channel analysis attack resistance of various FPGA hardware implementations of the ARIA block cipher. The analysis is performed on an FPGA test board dedicated to side channel attacks. Our results show that an unprotected implementation of ARIA allows one to recover the secret key with a low number of power or electromagnetic measurements. We also present a masking countermeasure and analyze its second-order side channel resistance by using various suitable preprocessing functions. Our experimental results clearly confirm that second-order differential side channel analysis attacks also remain a practical threat for masked hardware implementations of ARIA.

• 정보보호학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.923-941
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• 2017

부채널 공격은 암호 장비의 물리적인 정보를 기반으로 내장된 암호 알고리즘을 공격하는 방법이다. 대표적인 부채널 공격 대응방법인 마스킹 기법은 암호 알고리즘의 라운드 중간 값에 임의의 마스킹 값을 연산하는 방법이다. 하지만 암호 알고리즘의 모든 라운드에 마스킹 연산이 적용되면 암호화 과정에 과부하가 발생 할 수 있다. 따라서 IoT(Internet of Things), 웨어러블 디바이스 등과 같은 경량 장비에는 마스킹 기법을 암호 알고리즘의 일부 라운드에만 적용하는 축소 마스킹 기법을 사용하는 것이 현실적이다. 본 논문에서는 축소 마스킹 기법이 적용된 SIMON 패밀리에 대한 해밍 웨이트 필터링을 이용한 공격 방법을 소개하고, 실제 프로그래밍을 통해 첫 라운드 키 복구가 가능함을 보인다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제16권1호
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• pp.17-28
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• 2024

As listed as one of the most important requirements for Post-Quantum Cryptography standardization process by National Institute of Standards and Technology, the resistance to various side-channel attacks is considered very critical in deploying cryptosystems in practice. In fact, cryptosystems can easily be broken by side-channel attacks, even though they are considered to be secure in the mathematical point of view. The timing attack(TA) and the simple power analysis attack(SPA) are such side-channel attack methods which can reveal sensitive information by analyzing the timing behavior or the power consumption pattern of cryptographic operations. Thus, appropriate measures against such attacks must carefully be considered in the early stage of cryptosystem's implementation process. The Montgomery multiplier is a commonly used and classical gadget in implementing big-number-based cryptosystems including RSA and ECC. And, as recently proposed as an alternative of building blocks for implementing post quantum cryptography such as lattice-based cryptography, the big-number multiplier including the Montgomery multiplier still plays a role in modern cryptography. However, in spite of its effectiveness and wide-adoption, the multiplier is known to be vulnerable to TA and SPA. And this paper proposes a new countermeasure for the Montgomery multiplier against TA and SPA. Briefly speaking, the new measure first represents a multiplication operand without 0 digits, so the resulting multiplication operation behaves in a very regular manner. Also, the new algorithm removes the extra final reduction (which is intrinsic to the modular multiplication) to make the resulting multiplier more timing-independent. Consequently, the resulting multiplier operates in constant time so that it totally removes any TA and SPA vulnerabilities. Since the proposed method can process multi bits at a time, implementers can also trade-off the performance with the resource usage to get desirable implementation characteristics.