• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제14권3호
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• pp.177-183
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• 2016

A lot of Internet of Things devices has resource-restricted environment, so it is difficult to implement the existing block ciphers such as AES, PRESENT. By this reason, there are lightweight block ciphers, such as SIMON, SPECK, and Simeck, support various block/key sizes. These lightweight block ciphers can support the security on the IoT devices. In this paper, we propose efficient implementation methods and performance results for the Simeck family block cipher proposed in CHES 2015 on an 8-bit ATmega128-based STK600 board. The proposed methods can be adapted in the 8-bit microprocessor environment such as Arduino series which are one of famous devices for IoT application. The optimized on-the-fly (OTF) speed is on average 14.42 times faster and the optimized OTF memory is 1.53 times smaller than those obtained in the previous research. The speed-optimized encryption and the memory-optimized encryption are on average 12.98 times faster and 1.3 times smaller than those obtained in the previous studies, respectively.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제12권4호
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• pp.252-256
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• 2014

Traditional block cipher Advanced Encryption Standard (AES) is widely used in the field of network security, but it has high overhead on each operation. In the 15th international workshop on information security applications, a novel lightweight and low-power encryption algorithm named low-power encryption algorithm (LEA) was released. This algorithm has certain useful features for hardware and software implementations, that is, simple addition, rotation, exclusive-or (ARX) operations, non-Substitute-BOX architecture, and 32-bit word size. In this study, we further improve the LEA encryptions for cloud computing. The Web-based implementations include JavaScript and assembly codes. Unlike normal implementation, JavaScript does not support unsigned integer and rotation operations; therefore, we present several techniques for resolving this issue. Furthermore, the proposed method yields a speed-optimized result and shows high performance enhancements. Each implementation is tested using various Web browsers, such as Google Chrome, Internet Explorer, and Mozilla Firefox, and on various devices including personal computers and mobile devices. These results extend the use of LEA encryption to any circumstance.

• ETRI Journal
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• 제39권1호
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• pp.108-115
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• 2017

ARIA is a 128-bit block cipher that has been selected as a Korean encryption standard. Similar to AES, it is robust against differential cryptanalysis and linear cryptanalysis. In this study, we analyze the security of ARIA against differential-linear cryptanalysis. We present five rounds of differential-linear distinguishers for ARIA, which can distinguish five rounds of ARIA from random permutations using only 284.8 chosen plaintexts. Moreover, we develop differential-linear attacks based on six rounds of ARIA-128 and seven rounds of ARIA-256. This is the first multidimensional differential-linear cryptanalysis of ARIA and it has lower data complexity than all previous results. This is a preliminary study and further research may obtain better results in the future.

• ETRI Journal
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• 제45권3호
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• pp.365-378
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• 2023

ARIA is a block cipher proposed by Kwon et al. at ICISC 2003 that is widely used as the national standard block cipher in the Republic of Korea. Herein, we identify some flaws in the quantum rebound attack on seven-round ARIA-DM proposed by Dou et al. and reveal that the limit of this attack is up to five rounds. Our revised attack applies to not only ARIA-DM but also ARIA-MMO and ARIA-MP among the PGV models, and it is valid for all ARIA key lengths. Furthermore, we present dedicated quantum rebound attacks on seven-round ARIA-Hirose and ARIA-MJH for the first time. These attacks are only valid for the 256-bit key length of ARIA because they are constructed using the degrees of freedom in the key schedule. All our attacks are faster than the generic quantum attack in the cost metric of the time-space tradeoff.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.644-652
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• 2009

유비쿼터스 센서 네트워크(USN), 휴대 인터넷(WiBro), 무선식별 시스템(RFID) 등의 새로운 통신 환경이 현실화 되고 있다. 이에, 이러한 제약된 자원을 사용하는 통신 환경에서 보안과 프라이버시 보호를 보장하기 위해 mCrypton, HIGHT, SEA, PRESENT와 같은 경량 블록 암호들이 제안되었다. mCrypton은 Crypton의 경량화 버전으로 64-비트, 96-비트, 128-비트 키를 지원하는 64-비트 블록 암호이다. 본 논문에서는 mCrypton에 대한 첫 번째 분석 결과로서, 128-비트 키를 사용하는 8-라운드 mCrypton에 대한 연관키 렉탱글 공격을 제안한다. 이를 위해 7-라운드 연관키 렉탱글 구별자를 구성하기 위해 사용하는 두 개의 연관키 부정 차분 특성을 설명하고 이를 기반으로 8-라운드 mCypton에 대한 연관키 렉탱글 공격을 제안한다. 본 공격은 $2^{45.5}$의 데이터와 $2^{45.5}$의 시간 복잡도를 필요로 한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.121-125
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• 2007

차분 공격 및 선형 공격은 강력한 블록 암호 분석 기법으로 블록 암호 알고리즘의 안전성을 평가하는 중요한 도구로 여겨지고 있다. 따라서 블록 암호 설계자들은 차분 공격과 선형 공격에 안전한 블록 암호를 설계하고자 노력해 왔다. 본 논문에서는 세 가지의 새로운 블록 암호 구조를 소개하며, 한 라운드 함수의 최대 차분 구확률(최대 선형 확률)이 p(q)이고 라운드 함수가 전단사 함수일 때, 세 가지의 블록 암호 구조의 차분 확률(선형 확률)의 상한 값이 $p^2(q^2),\;2p^2(2q^2)$으로 유계할 최소 라운드를 증명한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.151-153
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• 2016

80/128-비트 마스터키 길이와 ECB, CBC, OFB, CTR의 4가지 운영모드를 지원하는 PRESENT 경량 블록암호 프로세서를 설계하고, Virtex5 FPGA에 구현하여 정상 동작함을 확인하였다. PRESENT 크립토 프로세서를 $0.18{\mu}m$ 공정의 CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 8,237 GE로 구현되었으며, 최대 434 MHz 클록으로 동작하여 868 Mbps의 성능을 갖는 것으로 예측되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.164-166
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• 2016

PRESENT/ARIA/AES의 3가지 블록 암호 알고리즘을 지원하는 암호 프로세서를 MPW(Multi-Project Wafer)칩으로 구현하였다. 설계된 블록 암호 칩은 PRmo(PRESENT with mode of operation) 코어, AR_AS(ARIA_AES) 코어, AES-16b 코어로 구성된다. PRmo는 80/128-비트 마스터키와, ECB, CBC, OFB, CTR의 4가지 운영모드를 지원한다. 128/256-비트 마스터키를 사용하는 AR_AS 코어는 서로 내부 구조가 유사한 ARIA와 AES를 통합하여 설계하였다. AES-16b는 128-비트 마스터키를 지원하고, 16-비트 datapath를 채택하여 저면적으로 구현하였다. 설계된 암호 프로세서를 FPGA검증을 통하여 정상 동작함을 확인하였고, 0.18um 표준 셀 라이브러리로 논리 합성한 결과, 100 KHz에서 52,000 GE로 구현이 되었으며, 최대 92 MHz에서 동작이 가능하다. 합성된 다중 암호 프로세서는 MPW 칩으로 제작될 예정이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.2093-2099
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• 2016

PRESENT, ARIA, AES의 3가지 블록 암호 알고리듬을 지원하는 다중 암호 프로세서 설계에 대해 기술한다. 설계된 암호 칩은 PRmo (PRESENT with mode of operation), AR_AS (ARIA_AES) 그리고 AES-16b 코어로 구성된다. 64-비트 블록암호 PRESENT를 구현하는 PRmo 코어는 80-비트, 128-비트 키 길이와 ECB, CBC, OFB, CTR의 4가지 운영모드를 지원한다. 128-비트, 256-비트 키 길이를 지원하는 AR_AS 코어는 128-비트 블록암호 ARIA와 AES를 자원공유 기법을 적용하여 단일 데이터 패스로 통합 구현되었다. 128-비트 키 길이를 지원하는 AES-16b 코어는 저면적 구현을 위해 16-비트의 데이터패스로 설계되었다. 각 암호 코어는 on-the-fly 키 스케줄러를 포함하고 있으며, 평문/암호문 블록의 연속적인 암호/복호화 처리가 가능하다. FPGA 검증을 통해 설계된 다중 블록 암호 프로세서의 정상 동작을 확인하였다. $0.18{\mu}m$ 공정의 CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과, 54,500 GEs (gate equivalents)로 구현이 되었으며, 55 MHz의 클록 주파수로 동작 가능하다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.1296-1302
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• 2016

경량 암호기술 표준인 ISO/IEC 29192-2에서 블록암호 표준으로 지정된 초경량 블록암호 알고리듬 PRESENT의 하드웨어 구현에 대해 기술한다. 암호 전용 코어와 암호/복호 기능을 갖는 두 종류의 PR80 크립토 코어를 80 비트의 마스터키를 지원하도록 설계하였다. 설계된 PR80 크립토 코어는 블록암호의 기본 ECB (electronic code book) 운영모드를 수행하며, 마스터키 재입력 없이 평문/암호문 블록들을 연속적으로 처리할 수 있도록 설계되었다. PR80 크립토 코어는 Verilog HDL을 사용하여 소프트 IP로 설계되었으며, Virtex5 FPGA에 구현하여 정상 동작함을 확인하였다. 설계된 코어를 $0.18{\mu}m$ 공정의 CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과, 암호 전용 코어와 암호/복호 코어는 각각 2,990 GE와 3,687 GE로 구현되어 적은 게이트를 필요로 하는 IoT 보안 응용분야에 적합하다. 암호 전용 코어와 암호/복호 코어의 최대 동작 주파수는 각각 500 MHz와 444 MHz로 평가되었다.