• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.303-309
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• 2018

사물인터넷 기술은 모든 사물을 인터넷에 연결하고 상호 작용하는 지능형 서비스로 군사지역의 탐색 목적은 물론 산업시스템에서의 디바이스 관리, 공정 관리, 비인가 지역의 모니터링 등 다양한 분야에 활용 가능한 기술이다. 하지만, 모든 기기들이 인터넷에 연결됨에 따라, 보안 취약점을 이용하는 다양한 공격으로 경제적 손실이나 개인정보 유출 등 다양한 피해를 발생 시키고 있으며, 추후 의료 서비스나 군사적 목적의 취약점 공격을 이용할 경우 인명 피해까지 발생할 수 있다. 따라서, 제안하는 논문에서는 통신 과정에서 해시체인 기반의 S/Key기술을 적용하여 디바이스간 상호인증과 키 생성과 갱신 등의 시스템을 도입함으로서 다양한 보안위협에 대응할 수 있는 상호인증 방법에 대해 연구 하였다. 제안하는 프로토콜은 이기종간 보안 통신에 적용 가능하며, IoT 환경에서 잘 알려진 공격인 재사용 공격, 중간자 공격, 데이터 무결성 등에 안전함을 확인할 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권2호
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• pp.924-944
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• 2017

Telecare Medical Information System (TMIS) helps the patients to gain the health monitoring information at home and access medical services over the mobile Internet. In 2015, Das et al proposed a secure and robust user AKA scheme for hierarchical multi-medical server environment in TMIS, referred to as DAKA protocol, and claimed that their protocol is against all possible attacks. In this paper, we first analyze and show DAKA protocol is vulnerable to internal attacks, impersonation attacks and stolen smart card attack. Furthermore, DAKA protocol also cannot provide confidentiality. We then propose a lightweight pseudonym AKA protocol for multi-medical server architecture in TMIS (short for PAKA). Our PAKA protocol not only keeps good security features declared by DAKA protocol, but also truly provides patient's anonymity by using pseudonym to protect sensitive information from illegal interception. Besides, our PAKA protocol can realize authentication and key agreement with energy-saving, extremely low computation cost, communication cost and fewer storage resources in smart card, medical servers and physical servers. What's more, the PAKA protocol is proved secure against known possible attacks by using Burrows-Abadi-Needham (BAN) logic. As a result, these features make PAKA protocol is very suitable for computation-limited mobile device.

• 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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• 제18권3호
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• pp.69-77
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• 2008

전력분석 공격이 소개되면서 다양한 대응법들이 제안되었고 그러한 대응법들 중 블록 암호의 경우, 암/복호화, 키 스케쥴링의 연산 도중 중간 값이 전력 측정에 의해 드러나지 않도록 하는 마스킹 기법이 잘 알려져 있다. 마스킹 기법은 블록 암호의 구성에 따라 적용 방법이 달라질 수 있으며, 각각의 블록암호에 적합한 마스킹 기법에 대한 연구가 진행되고 있다. ARIA의 경우, 기존 마스킹 방법들은 마스킹 보정작업으로 인해 암호 연산시간이 상당히 길며 키스케쥴링 공격이 다른 블록 암호들보다. ARIA에 더 위협적임에도 불구하고 키스케쥴링 과정에 마스킹 방법을 고려하지 않는다. 본 논문에서는 키 스케쥴링 과정을 포함한 ARIA에 적합한 효율적인 마스킹 기법을 제안한다. 제안하는 방법은 기존 방법들보다 암호 연산 시간을 단축시키고 일반적인 마스킹 기법의 (256*8 byte)에 대한 테이블 크기 문제도 (256*6 byte)로 단축시킨다.

• 정보보호학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.1117-1127
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• 2014

차분 오류 공격(Differential Fault Analysis)은 블록 암호 알고리즘의 안전성 분석에 널리 사용되는 부채널 기법 중 하나이다. 차분 오류 공격은 대표적인 블록 암호인 DES, AES, ARIA, SEED와 경량 블록 암호인 PRESENT, HIGHT 등에 적용되었다[1,2,3,4,5,6]. 본 논문에서는 최근 주목 받고 있는 국내 경량 블록 암호 LEA(Lightweight Encryption Algorithm)에 대한 차분 오류 공격을 최초로 제안한다. 본 논문에서 제안하는 LEA에 대한 차분 오류 공격은 300개의 선택적 오류 주입 암호문을 이용하여 $2^{35}$의 시간 복잡도로 128 비트 마스터키 전체를 복구한다. 본 연구의 실험 결과, Intel Core i5 CPU, 메모리 8 GB의 일반 PC 환경에서 수집한 오류 주입 암호문을 이용하여, 평균 40분 이내에 마스터 키를 찾을 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제6권3호
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• pp.335-346
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• 2010

The present study investigates the difficulty of solving the mathematical problem, namely the DLP (Discrete Logarithm Problem) for ephemeral keys. The DLP is the basis for many public key cryptosystems. The ephemeral keys are used in such systems to ensure security. The DLP defined on a prime field $Z^*_p of random prime is considered in the present study. The most effective method to solve the DLP is the ICM (Index Calculus Method). In the present study, an efficient way of computing the DLP for ephemeral keys by using a new variant of the ICM when the factors of p-1 are known and small is proposed. The ICM has two steps, a pre-computation and an individual logarithm computation. The pre-computation step is to compute the logarithms of a subset of a group and the individual logarithm step is to find the DLP using the precomputed logarithms. Since the ephemeral keys are dynamic and change for every session, once the logarithms of a subset of a group are known, the DLP for the ephemeral key can be obtained using the individual logarithm step. Therefore, an efficient way of solving the individual logarithm step based on the newly proposed precomputation method is presented and the performance is analyzed using a comprehensive set of experiments. The ephemeral keys are also solved by using other methods, which are efficient on random primes, such as the Pohlig-Hellman method, the Van Oorschot method and the traditional individual logarithm step. The results are compared with the newly proposed individual logarithm step of the ICM. Also, the DLP of ephemeral keys used in a popular password key exchange protocol known as Chang and Chang are computed and reported to launch key recovery attack.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권7호
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• pp.3608-3628
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• 2017

Several block cipher modes of operation have been proposed in the literature to protect sensitive information. However, different security analysis models have been presented for attacking them. The analysis indicated that most of the current modes of operation are vulnerable to several attacks such as known plaintext and chosen plaintext/cipher-text attacks. Therefore, this paper proposes a secure block cipher mode of operation to thwart such attacks. In general, the proposed mode combines one-time chain keys with each plaintext before its encryption. The challenge of the proposed mode is the generation of the chain keys. The proposed mode employs the logistic map together with a nonce to dynamically generate a unique set of chain keys for every plaintext. Utilizing the logistic map assures the dynamic behavior while employing the nonce guarantees the uniqueness of the chain keys even if the same message is encrypted again. In this way, the proposed mode called SPCBC can resist the most powerful attacks including the known plaintext and chosen plaintext/cipher-text attacks. In addition, the SPCBC mode improves encryption time performance through supporting parallelized implementation. Finally, the security analysis and experimental results demonstrate that the proposed mode is robust compared to the current modes of operation.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권6호
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• pp.2148-2167
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• 2021

The proliferation of the Internet of Things (IoT) technologies and applications, especially the rapid rise in the use of mobile devices, from individuals to organizations, has led to the fundamental role of secure wireless networks in all aspects of services that presented with many opportunities and challenges. To ensure the CIA (confidentiality, integrity and accessibility) security model of the networks security and high efficiency of performance results in various resource-constrained applications and environments of the IoT platform, DDO-(data-driven operation) based constructions have been introduced as a primitive design that meet the demand of high speed encryption systems. Among of them, the TMN-family ciphers which were proposed by Tuan P.M., Do Thi B., etc., in 2016, are entirely suitable approaches for various communication applications of wireless mobile networks (WMNs) and advanced wireless sensor networks (WSNs) with high flexibility, applicability and mobility shown in two different algorithm selections, TMN64 and TMN128. The two ciphers provide strong security against known cryptanalysis, such as linear attacks and differential attacks. In this study, we demonstrate new probability results on the security of the two TMN construction versions - TMN64 and TMN128, by proposing efficient related-key recovery attacks. The high probability characteristics (DCs) are constructed under the related-key differential properties on a full number of function rounds of TMN64 and TMN128, as 10-rounds and 12-rounds, respectively. Hence, the amplified boomerang attacks can be applied to break these two ciphers with appropriate complexity of data and time consumptions. The work is expected to be extended and improved with the latest BCT technique for better cryptanalytic results in further research.

• 융합보안논문지
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• 제7권3호
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• pp.61-70
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• 2007

Windows 운영체제는 응용프로그램이 쉽고 편리하게 다양한 암호화 알고리즘을 사용할 수 있도록 CSPs(Cryptographic Service Providers)를 제공하고 있으며, 이 응용프로그램은 CryptoAPI(Cryptographic Application Program Interface)를 통하여 선택적으로 다양한 CSP 모듈을 이용할 수 있다. 이 때 CryptoAPI와 CSP 모듈 사이에서 함수로 전달되는 파라미터의 분석을 방지하기 위해 핸들을 이용한 안전한 데이터 접근 방식을 사용하고 있다. 본 논문에서는 새롭게 제시한 메모리 역추적 기법을 통해 위와 같은 보안기법에서도 개인키/비밀키와 같은 중요한 데이터가 노출되는 취약점이 존재한다는 것을 실험을 통해 증명하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.57-68
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• 2004

본 논문에서는 UOWHF의 도메인을 확장하기 위한 새로운 병렬 처리 알고리즘을 제안한다. 제시되는 알고리즘은 non-complete l-ary tree 에 기반을 두고 있으며 현재까지 최적의 키 길이를 가진 유일한 알고리즘인 Shoup 의 알고리즘과 동일한 최적의 키 길이를 가진다. 또한 Sarkar의 결과를 이용하여 본 논문에서 제시되는 알고리즘이 Shoup의 알고리즘과 함께 Sarkar가 제시한 도메인 확장 알고리즘들의 커다란 집합 중에서 가장 최적화된 키 길이를 가짐을 증명한다. 그러나 제안 알고리즘의 병렬처리능력은 complete tree에 기반 한 구성 방법들 보다 약간 비효율적이다. 그러나 만약 l이 점점 커진다면 알고리즘의 병렬처리능력도 complete tree 에 기반 한 방법들에 가까워진다.