• 정보보호학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.221-227
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• 2014

스마트카드 등과 같은 모바일 기기에 구현된 암호 알고리즘은 수학적 안전성뿐만 아니라 부채널 공격에 대한 안전성도 함께 고려되어야 한다. 부채널 공격이란 구현된 암호 알고리즘의 연산 과정 중에 발생하는 부채널 정보를 이용해서 비밀 정보를 알아내는 공격 방법이다. 특히 전력분석 공격은 암호 연산 수행시 발생하는 전력 소비량의 변화를 측정함으로써 암호 기기 내부의 비밀 정보를 알아내는 공격법으로 이에 대한 여러 가지 대응 방법이 제안되었다. 본 논문에서는 블록 암호 알고리즘 구현시 전력분석 공격 및 글리치 공격을 방어할 수 있는 게이트 레벨 기법을 새롭게 제안한다. 또한 본 논문에서 제안한 방법을 이용하여 AES 블록 암호 알고리즘을 전력분석 공격 및 글리치 공격에 안전하게 구현할 수 있는 방법을 제시한다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제8권9호
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• pp.225-230
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• 2019

최근 사물인터넷 기술의 발전과 함께 하드웨어 디바이스에서 측정하는 센싱 데이터를 보호하기 위해 다양한 방식의 암호화 알고리즘을 채택하고 있다. 그 중 전 세계에서 가장 많이 사용하는 암호화 알고리즘인 AES(Advanced Encryption Standard) 또한 강력한 안전성을 바탕으로 많은 디바이스에서 사용되고 있다. 하지만 AES 알고리즘은 DPA(Differential Power Analysis), CPA(Correlation Power Analysis) 같은 부채널 분석 공격에 취약하다는 점이 발견되었다. 본 논문에서는 부채널 분석 공격 대응방법 중 가장 널리 알려진 마스킹 기법을 적용한 AES 알고리즘의 소프트웨어 최적화 구현 기법을 제시한다.

• 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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• 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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• 제24권3호
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• pp.477-489
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• 2014

정보보호를 위한 암호 시스템을 임베디드 장치에서 개발할 경우 발생할 수 있는 구현상의 문제점을 이용하여 비밀키를 추출하기 위한 여러 부채널 공격들이 시도되어 왔다. 특히, 공개 키 암호 시스템에서 사용하는 멱승(exponentiation) 연산은 기본적으로 곱셈과 자승으로 구현되어 왔으나, 최근 부채널 공격에 대응하기 위한 방법으로 곱셈을 자승 연산으로 대체하는 새로운 Square Always 멱승 알고리듬이 제안되었다. 본 논문에서는 현재까지 부채널 공격에 안전하다고 알려진 Right-to-Left형태의 Square Always 멱승 알고리듬을 공격할 수 있는 기지 전력 충돌 분석(Known Power Collision Analysis) 공격과 변형된 Doubling 공격을 제안한다. 또한, 오류 주입 공격 후 충돌 쌍을 찾아내는 전력 분석 기법을 이용하여 비밀 키를 찾아낼 수 있는 충돌 기반의 조합 공격(Collision-based Combined Attack)을 제안한다. 그리고 Square Always 멱승 알고리듬이 제안한 부채널 공격들에 의해 취약한 특성을 가지고 있음을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.509-517
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• 2015

전력소비를 이용한 부채널 분석은 Chip 기반의 보안디바이스의 키를 해독하는 효과적인 방법으로 알려져 있다. 기존의 전력소비정보는 저항의 직렬연결을 이용한 전압분배 방식을 사용한다. 이 방법은 디바이스에 인가되는 전압의 크기에 종속적이며. 그 크기가 작은 경우 노이즈의 영향을 크게 받아 신호 왜곡이 발생되고, 일부 신호 손실이 발생된다. 이와 같은 이유는 부채널 분석의 성능을 저하 시킨다. 본 논문에서는 OP-Amp를 이용한 전류-전압 변환방식을 적용하여 전력소비 정보를 계측함으로써 부채널 분석의 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 제시한다. OP-Amp를 이용한 전류-전압 변환방식을 사용하여 전력소비 정보에 포함되는 노이즈의 영향을 줄일 수 있다. 따라서 부채널 분석의 성능을 향상됨을 실험을 통해 검증한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제33권6호
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• pp.919-928
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• 2023

딥러닝 기술은 자율 주행 자동차, 이미지 생성, 가상 음성 구현 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며 하드웨어 장치에서 고속 동작을 위해 딥러닝 가속기가 등장하게 되었다. 그러나 최근에는 딥러닝 가속기에서 발생하는 부채널 정보를 이용한 내부 비밀 정보를 복구하는 공격이 연구되고 있다. 본 논문에서는 DNN(Deep Neural Network) 기반 MNIST 숫자 분류기를 마이크로 컨트롤러에서 구현한 후 상관 전력 분석(Correlation Power Analysis) 공격을 시도하여 딥러닝 가속기의 가중치(weight)를 충분히 복구할 수 있음을 확인하였다. 또한, 이러한 전력 분석 공격에 대응하기 위해 전력 측정 시점의 정렬 혼돈(misalignment) 원리를 적용한 Node-CUT 셔플링 방법을 제안하였다. 제안하는 대응책은 부채널 공격을 효과적으로 방어할 수 있으며, Fisher-Yates 셔플링 기법을 사용하는 것보다 추가 계산량이 1/3보다 더 줄어듦을 실험을 통해 확인하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.109-115
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• 2010

차분 전력 분석(Differential Power Analysis, DPA) 기법은 암호화 과정 중 발생하는 누설정보를 이용하는 효과적인 부채널 공격(side-channel attack, SCA) 종의 하나로 알려져 있다. 그러나 공격에 사용되는 누설 전력 신호에는 암호화와 관련이 없는 동작에 의해 야기된 전력 신호가 함께 포함되어 있으며, 이로 인해 공격의 효율성이 크게 저하된다. 따라서 본 논문에서는 차분 전력 분석 기법의 공격 성능을 향상시키기 위해, 측정된 전력 신호로부터 암호화 과정에 관련된 부분만을 추출하는 전처리 방법을 제안한다. 모의실험 결과를 통해 제안된 전처리 방법을 적용한 차분 전력 분석 공격은 기존의 차분 전력 분석 공격에 비해 매우 적은 수의 누설 전력 신호만으로도 암호화 알고리즘에 사용된 비밀 키를 찾을 수 있음을 보인다.

• KIEE International Transactions on Power Engineering
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• 제5A권3호
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• pp.214-220
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• 2005

In order to improve energy efficiency and solve power disturbances, power components measurement for both the supply and demand side of a power system must be implemented before appropriate action on the power problems can be taken. This paper presents a DSP (Digital Signal Processor)-based multi-channel (voltage 8-channel and current 10-channel) power measurement system that can simultaneously measure and analyze power components for both supply and demand. Voltage 8-channel and current 10-channel measurement is made through voltage and current sensors connected to the developed system, and power components such as reactive power, power factor and harmonics are calculated and measured by the DSP. The measured data are stored in a personal computer (PC) and a commercial program is then used for measurement data analysis and display. After voltage and current measurement accuracy revision using YOKOGAWA 2558, the developed system was tested using a programmable ac power source. The test results showed the accuracy of the developed system to be about 0.3 percent. Also, a simultaneous measurement field test of the developed system was implemented by application to the supply and demand side of the three-phase power system.

• 정보보호학회논문지
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• 제30권1호
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• pp.39-49
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• 2020

본 논문에서는 중국 표준 블록 암호 알고리즘인 SM4가 부채널 공격에 취약함을 보이고 그에 대한 대응책을 제안하고자 한다. 먼저, SM4는 차분 전력 분석(DPA)과 상관 전력 분석(CPA)에 기반한 공격에 의해 쉽게 비밀 키가 노출됨을 확인하였다. 논문에서는 공격 취약 요소를 분석하고 데이터 마스킹에 기반한 전력 분석 공격 대응 기법을 설계하였다. 제안한 SM4에 대한 1차 마스킹 기법은 딥 러닝 기반의 다층 퍼셉트론(MLP) 모델을 이용한 공격 프로파일링(profiling) 기반 공격에는 여전히 취약하지만, 차분 전력 분석이나 상관 전력 분석과 같은 비프로파일링(non-profiling) 공격에는 충분히 대응할 수 있음을 확인하였다.