Nuclear power plants have recognized the importance of nuclear cybersecurity. Based on regulatory guidelines and security-related standards issued by regulatory agencies around the world including IAEA, NRC, and KINAC, nuclear operating organizations and related systems manufacturing organizations, design companies, and regulatory agencies are considering methods to prepare for nuclear cybersecurity. Cryptographic algorithms have to be developed and applied in order to meet nuclear cybersecurity requirements. This paper presents methodologies for validating cryptographic algorithms that should be continuously applied at the critical control system of I&C in NPPs. Through the proposed schemes, validation programs are developed in the PLC, which is a critical system of a NPP's I&C, and the validation program is verified through simulation results. Since the development of a cryptographic algorithm validation program for critical digital systems of NPPs has not been carried out, the methodologies proposed in this paper could provide guidelines for Cryptographic Module Validation Modeling for Control Systems in NPPs. In particular, among several CMVP, specific testing techniques for ECB mode-based block ciphers are introduced with program codes and validation models.
NFC, 블루투스, WiFi 등과 같은 근접 통신망의 발달과 더불어 보안의 중대성이 강조되고 있지만 아직까지는 괄목할 만한 연구가 진행되고 있지 않다. 본 연구에서 근접 통신망의 보안성 향상을 위하여 SSEN 알고리즘을 제안하였다. 제안된 SSEN 알고리즘은 별도의 암호기능이 필요없이 자기키를 생성하는 알고리즘으로서 인증기능을 부가적으로 수행하여 자체적으로 서비스의 처리속도 및 오류에 대하여 보다 나은 성능을 가질 수 있도록 하였다.
본 연구에서는 저성능 IoT 디바이스에서의 고속 암호화 연산을 지원하기 위해 블록암호 알고리즘 ARIA의 RISC-V 프로세서상에서의 고속 연산을 위한 확장 명령어 셋을 추가한다. 하드웨어상에서의 효율적인 구조로 ARIA 알고리즘을 구현하여 32bit 프로세서에서 동작하기 때문에 효과적인 확장 명령어 셋을 구현한다. 기존의 소프트웨어 암호화 연산과 비교하여 유의미한 성능 향상을 보인다.
기존 블록 암호알고리즘은 평문과 키가 독립적이다. 또한 구조적인 특징을 이용하여 암/복호화를 수행한다. 이러한 특징은 해킹의 근거자료로 활용된다. 그러므로 제안된 혼합형 암호알고리즘은 외부환경은 기존과 동일하지만 내부적으로 평문과 키를 종속함수로 만들어 기존 블록암호알고리즘의 특징을 없애고자 하였다. 또한 인증처리에 대한 부하를 줄이기 위하여, 종속특징을 가진 인증 부가기능을 포함시켜 대칭형 암호알고리즘 활용을 증대시키고자 하였다. 제안된 혼합형 암호시스템을 칩 레벨로 구현하여 모의실험을 수행한 결과, 기존 시스템에 비하여 키 길이는 평문보다 작지만, 처리속도는 2배 높은 특징을 확인하였다.
초기 보안시스템 대부분은 PCI 방식으로서 미숙한 사용자들의 PC 사용에 부적합하다. 특히 사용되어지는 보안 프로그램들은 대부분 크랙에 대하여 검증되지 않았으며 해커나 바이러스 등의 공격에 대하여 노출되어지고 있다. 그러므로 본 논문은 사용자들이 쉽게 사용할 수 있고 범용 컴퓨터에서 사용될 수 있는 USB를 사용하는 Twofish 암호알고리즘을 설계하였다. 사용자들은 USB를 사용하여 보안 시스템을 쉽게 사용하게 된다. 또한 다양한 가변키 길이를 가지는 Twofish 암호알고리즘은 다양한 보안시스템에 적용이 가능하게 된다. 이러한 Twofish 암호알고리즘은 암호화와 복호화에 대한 성능을 향상시킬 수 있으며 하드웨어의 크기를 감소시키는 효과를 가지게 된다.
International Journal of Advanced Culture Technology
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제11권1호
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pp.343-348
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2023
As the IoT market continues to grow, security threats to IoT devices with limited resources are also increasing. However, the application of security technology to the existing system to IoT devices with limited resources is impossible due to the inherent characteristics of IoT devices. Various methods for solving related problems have been studied in existing studies to solve this problem. Therefore, this study analyzes the characteristics of domestic IoT authentication standards and existing research to propose an algorithm that applies blockchain-based authentication and lightweight encryption algorithms to IoT equipment with limited resources. In this study, a key generation method was applied using a Lamport hash-chain and data integrity between IoT devices were provided using a Merkle Tree, and an LEA encryption algorithm was applied using confidentiality in data communication. In the experiment, it was verified that the efficiency is high when the LEA encryption algorithm, which is a lightweight encryption algorithm, is applied to IoT devices with limited resources.
기상, 바이오, 천문학, 암호학 등 다양한 분야의 대규모 작업을 처리하기 위하여 다수의 계산 자원을 동시에 사용하기 위한 병렬 컴퓨팅 기법들이 제안되어져 왔다. 병렬 컴퓨팅은 여러 프로세서에게 작업을 분담시켜 동시에 계산을 수행하게 함으로써 프로그램의 실행시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 해결할 수 있는 문제의 규모를 확장 시킬 수 있다. 본 논문에서는 실제 암호 알고리즘 분석하기 위하여 병렬 처리 방식을 적용하여 그 효율성을 분석하였다. 암호 알고리즘의 실질적인 안전성 요소인 키의 길이는 전수조사 계산량에 의존한다. 이에 병렬 처리 환경에서 DES 키 탐색 암호 알고리즘의 키 전수조사 작업을 수행하기 위한 세부적인 절차에 대해서 논하였고, 클러스터링 장비에 적용하여 시뮬레이션 수행하였다. 그 결과 컴퓨터의 양에 따라서 계산량의 추이를 실증적으로 예측함으로써 암호 알고리즘의 안전성 강도를 측정할 수 있다.
광범위한 지역의 센서들로부터 데이터를 획득, 제어, 감시 등을 수행하는 계측제어기는 중앙 제어실과 유기적 관계를 유지한다. 그러므로 계측제어기는 유선망보다 무선망이 효율적이다. 그러나 무선망을 이용하게 되면 외부로부터 안전성에 커다란 문제가 발생된다. 그러므로 본 논문은 계측제어기의 네트워크 효율성을 증대시키기 위하여 계측제어 무선망에 적합한 MS-WP 암호시스템을 제안하였다. 제안된 MS-WP 암호시스템을 칩 레벨로 구현하여 모의실험을 수행한 결과, AES 알고리즘에 비하여 130% 처리율 증가 및 시스템 효율이 2배 증가됨을 확인하였다. 제안된 MS-WP 암호시스템은 보안성을 증대시키며 저전력화가 가능하고 처리속도가 빨라 계측제어기에 적합할 것이라 사료된다.
본 논문에서는 정보보호 제품의 주요한 역할을 담당하는 암호 알고리즘의 구현 적합성에 대해 논의한다. 암호 알고리즘 구현 적합성 평가는 지정된 표준에 맞게 정확하게 구현했는가에 대한 평가이다. 따라서 해당 암호 알고리즘 기능별 또는 절차에 따라 알고리즘 평가가 수행된다. 본 논문에서 제시한 암호 알고리즘 평가 검증은 국내 표준인SEED 알고리즘을 그 대상으로 하며, 알고리즘의 기능에 따라 평가를 수행한다. 제안한 검증 시스템은 SEED 알고리즘 구현물에 대해 충분히 테스트하기 위해 필요한 테스트 벡터를 생성하여 이용하는 테스트와 검증의 정확성을 높이기 위해 임의 데이터를 이용한 테스트를 제공한다. 제안한 검증 시스템은 SEED를 이용한 정보보호 제품에 모두 적용 가능하므로 각종 암호제품 평가 및 인증에 활용될 수 있다.
암호통신에서 암호기와 복호기 간의 암호 알고리즘 내부 상태 동기와 스트림 동기를 일치시키는 암호동기 기능은 암호통신 품질에 많은 영향을 준다. 암호통신 중 송신기와 수신기 간에 동기 이탈이 발생하면 재동기를 이루기까지 통신 불능 상태가 된다. 특히 BER이 높은 무선 채널에서 이루어지는 암호통신에서는 암호동기 성능이 암호통신의 품질을 좌우하는 요소가 된다. 본 논문에서는 BER이 높은 잡음 환경에서도 동기 성능을 향상시킬 수 있는 새로운 형태의 암호동기신호 생성 및 검출 기법을 제안하였다. 제안한 방법에서는 최대길이 시퀀스 기반의 마스킹 구조 형태로 동기신호를 생성하고, 최대길이 시퀀스의 상관함수 특성을 이용하여 동기신호를 검출한다. 다양한 모의실험을 통해 제안한 마스킹 구조 형태의 동기신호가 기존의 연접 형태의 동기신호에 비하여 잡음환경에서 우수한 동기 성능을 보임을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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