• 정보보호학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.17-25
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• 2008

중국인의 나머지 정리(Chinese Remainder Theorem)를 이용한 RSA 암호 시스템(RSA CRT)은 모듈러 지수승 연산이 기존의 제곱 연산을 반복하는 것보다 빠르게 계산될 수 있기 때문에 표준으로 권장하고 있다. 그러나 1996년 Bellcore가 RSA CRT의 오류주입 공격에 대해서 발표한 이래로 RSA CRT의 안전성 문제가 대두되었다. 1997년 Shamir가 오류 주입을 확인하는 비교 연산을 이용한 대응 방법을 소개하였고, 곧이어 이러한 비교연산도 안전하지 않다고 알려졌다. 최근 Yen이 오류주입 공격에 안전한 두 가지의 CRT 연산 프로토콜을 제안하였으며 이 프로토콜은 오류 주입을 확인하는 비교연산이 존재하지 않는다. 그러나 FDTC 2006에서 Yen의 두 CRT 연산 프로토콜에 대한 공격 방법이 소개되었다. 본 논문에서는 FDTC 2006에서 제시된 공격 방법에도 안전한 두 CRT 연산 프로토콜을 제안한다. 제안하는 방법은 비트연산(AND)의 특성을 이용하며 추가적인 연산을 고려하지 않아도 된다.

• 정보보호학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.73-82
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• 2009

본 논문에서는 SIP UA와 서버 사이에서 HTTP Digest 인증과 TLS를 대신하여 효율적이고 안전한 사용자 인증 및 키 교환 기술을 제안한다. 기존에 다양한 SIP 인증 및 키 교환 기술들이 연구되었지만, 이동 단말과 같이 자원 활용이 한정적인 SIP UA에서 암호학적 연산량에 대한 부담이 여전히 존재한다. 제안 기술은 HTTP Digest 인증 기법의 사전 공격 문제를 해결하고 홉 간 보안을 위하여 Diffie-Hellman 키 교환 알고리즘을 사용하여 보안성을 강화하였다. 또한 자원이 충분하지 않은 SIP UA에서 수행해야 하는 Diffie-Hellman 알고리즘의 지수 모듈러 연산을 SIP 서버에게 위임하는 방법을 사용하여 보안성을 강화하였다. 또한 SIP 서버에게 위임하는 방법을 사용하여 제안 기뎁이 기존 기법틀보다 암호학적 연산량에 대한 에너지 소모량이 적다. 제안 기술은 SIP 포준 인증 절차를 크게 수정하지 않고 필요한 인증 파라미터만을 추가하여 간단하게 구현할 수 있기 때문에 이미 널리 사용되고 있는 SIP 환경에 쉽게 적용할 수 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.35-44
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• 2002

본 논문에서는 Radix-$2^k$ 모듈라 곱셈 알고리즘 기반의 고속 RSA 지수승 연산기의 구현 방법을 제시하고 검증하였다. Radix-$2^k$ 모듈라 곱셈 알고리즘을 구현하기 위해 Booth receding 연산 알고리즘을 사용하였으며 최대 radix-16 연산을 위해 2K-byte 메모리와 2개의 전가산기와 3개의 반가산기의 지연을 갖는 CSA(carry-save adder) 어레이를 사용하였다. CSA 어레이 출력인 캐리와 합을 고속으로 가산하기 위해 마지막 덧셈기로써 캐리 발생과 지연시간이 짧은 가상 캐리 예측 덧셈기(pseudo carry look-ahead adder)를 적용하였다. 또한, 주어진 공정에서 동작 주파수와 처리량의 관계를 통해 Radix-$2^k$에서 설계 가능한 radix 값을 제시하였다. Altera FPGA EP2K1500E를 사용하여 기능을 검증한 후 삼성 0.35$\mu\textrm{m}$ 공정을 사용하여 타이밍 시뮬레이션을 하였으며 radix-16 모듈라 곱셈 알고리즘을 사용할 경우 모듈라 곱셈에 (n+4+1)14 의 클럭을 사용하여 1,024-bit RSA를 처리하는데 50MHz에서 5.38ms의 연산 속도를 측정하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.81-88
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• 2010

Sun 등은 노트북이나 PDA와 같은 모바일 장치의 보안을 위해, 착용 가능한 토큰 시스템을 제안하였다. 본 논문을 통해, Sun 등의 시스템이 오프라인 패스워드 추측 공격, 그리고 기지평문 공격에 기반한 중간자 공격에 취약하다는 것을 보여준다. 우리는 성능저하를 최소화 하는 동시에, Sun 등의 시스템의 보안 문제점을 극복하는 해결책을 제시한다. Sun 등의 시스템과 비교하여, 제안하는 프로토콜에서는 연산 능력이 부족한 토큰의 경우 곱셈 연산이 1회 추가되었으며, 연산 능력이 우수한 노트북, PDA와 같은 모바일 장치에서는 지수승 연산이 1회 추가되었다. 제안하는 프로토콜에서는 Sun 등의 시스템에 존재하는 보안 문제점 뿐 아니라, 알려진 어떠한 보안 문제점도 존재하지 않는다. 즉, 제안하는 시스템은 최소한의 추가적인 오버헤드 만으로, Sun 등의 보안 취약점을 모두 극복하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제30권2호
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• pp.179-187
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• 2020

FBC(Fixed-Base Comb)는 사전계산된 참조 테이블을 활용하여 ECDSA(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) 서명 생성의 핵심 연산인 스칼라 곱을 효율적으로 연산하는 방법이다. FBC는 비밀정보에 의존하여 테이블을 참조하고 테이블의 값은 공개되어 있기 때문에 단일파형 부채널 공격 기법인 수평상관분석(HCA, Horizontal Correlation Analysis)에 의해 그 비밀정보가 드러날 수 있다. 그러나 HCA는 통계 분석의 일종으로 하나의 스칼라 곱 파형으로부터 충분한 수의 단위 연산 파형을 얻을 수 있어야만 공격에 성공할 수 있다. ECDSA 서명 생성에 쓰이는 스칼라 곱의 경우 RSA 거듭제곱에 비해 HCA에 이용 가능한 단위 연산 파형의 수가 현저히 적어 공격에 실패할 수 있다. 본 논문에서는 FBC와 같은 참조 테이블 기반 스칼라 곱에 대하여 향상된 HCA를 제안한다. 제안하는 기법은 충돌 분석으로 중간값이 같은 단위 연산 파형을 식별함으로써 공격에 이용되는 단위 연산 파형의 수를 증가시켜 HCA의 공격 성능을 향상시킨다. 제안하는 기법은 사용된 타원곡선 파라미터의 보안 강도가 높을수록 공격 성능이 향상하는 특징이 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.11-20
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• 2007

몽고메리 곱셈 방법을 이용한 고속 연산은 RSA 암호 시스템의 설계에 중요한 부분을 차지한다. 몽고메리 곱셈은 두번의 덧셈 연산으로 구성되며 CSA를 이용한 방법과 RBA를 이용한 방법이 있다. CSA의 경우 4-2 CSA 또는 5-2 CSA를 이용하여 구현하며, RBA의 경우 기존 이진 방법과 달리 잉여 이진체계를 이용한다는 특징을 가진다. [1] 에서는 기존의 RBA와 다른 새로운 이진 체계와 하드웨어 구조를 제안하고 몽고메리 곱셈에 적용하였다. 본 논문에서는 [1] 에서 제안한 RBA의 로직 구조를 재구성하여 시간 복잡도 뿐만 아니라 결합기가 필요하지 않도록 구성하여 공간 복잡도를 크게 줄였다. 또한 입 출력 값을 변형시켜 지수승 연산에 적합하도록 설계하였다. 그 결과 제안하는 RBA는 삼성 STD130 $0.18{\mu}m$ 1.8V 표준 셀 라이브러리에서 지원하는 게이트들을 사용하여 설계하는 환경에서, 기존의 4-2 CSA 보다 공간과 시간 복잡도를 각각 18.5%와 25.24%를, 기존의 RBA 보다 6.3%와 14%를 감소시킨다. 또한 [1] 의 RBA와 비교시 44.3%, 2.8%의 감소된 복잡도를 갖는다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.71-76
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• 2014

대표적인 공개키 암호방식인 RSA에 사용되는 합성수 n=pq의 큰자리 소수 p,q를 소인수분해하여 구하는 것은 사실상 불가능하다. 공개키 e와 합성수 n은 알고 개인키 d를 모를 때, ${\phi}(n)=(p-1)(q-1)=n+1-(p+q)$을 구하여 $d=e^{-1}(mod{\phi}(n))$의 역함수로 개인키 d를 해독할수 있다. 따라서 ${\phi}(n)$을 알기위해 n으로부터 p,q를 구하는 수학적 난제인 소인수분해법을 적용하고 있다. 소인수분해법에는 n/p=q의 나눗셈 시행법보다는 $a^2{\equiv}b^2(mod\;n)$, a=(p+q)/2,b=(q-p)/2의 제곱합동법이 일반적으로 적용되고 있다. 그러나 다양한 제곱합동법이 존재함에도 불구하고 아직까지도 많은 RSA 수들이 해독되지 않고 있다. 본 논문은 ${\phi}(n)$을 직접 구하는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 $2^j{\equiv}{\beta}_j(mod\;n)$, $2^{{\gamma}-1}$ < n < $2^{\gamma}$, $j={\gamma}-1,{\gamma},{\gamma}+1$에 대해 $2^k{\beta}_j{\equiv}2^i(mod\;n)$, $0{\leq}i{\leq}{\gamma}-1$, $k=1,2,{\ldots}$ 또는 $2^k{\beta}_j=2{\beta}_j$로 ${\phi}(n)$을 구하였다. 제안된 알고리즘은 $n-10{\lfloor}{\sqrt{n}}{\rfloor}$ < ${\phi}(n){\leq}n-2{\lfloor}{\sqrt{n}}{\rfloor}$의 임의의 위치에 존재하는 ${\phi}(n)$도 약 2배 차이의 수행횟수로 찾을 수 있었다.