• 한국통신학회논문지
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• 제42권2호
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• pp.307-315
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• 2017

암호시스템에서 난수발생기는 필수적인 요소이다. 최근에 IoT, Sensor Network, SmartHome와 같은 소형 디바이스를 사용하는 환경이 등장하면서, 이에 적합한 다양한 경량 암호들이 개발되고 있다. 하지만 리소스 제한, 엔트로피 수집의 어려움 등의 문제로 인하여, 기존의 데스크 탑에 초점을 두고 만들어진 난수발생기가 제대로 동작하는 것이 어려워지고 있다. 본 논문에서 경량 환경에서 안전한 난수를 생성하는 방법으로 경량 난수발생기 설계를 소개한다. 구조는 헨켈 매트릭스와 블록암호를 사용하고 잡음원으로 센서를 사용한다. 또한 소형 디바이스 중에서 가장 대표적인 Arduino보드에 설계한 경량 난수발생기를 구현하고, 구현 결과로 센서 데이터와 최종 출력 난수의 엔트로피 값을 측정하고 평가함으로써 효율성과 안전성을 확인한다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제88권2호
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• pp.169-178
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• 2023

Lightweight aggregate concrete (LWAC) has various advantages, but it has limitations in ensuring sufficient ductility as structural members such as reinforced concrete (RC) columns due to its low confinement effect of core concrete. In particular, the confinement effect significantly decreases as the axial load increases, but studies on evaluating the ductility of RC columns at high axial loads are very limited. Therefore, this study examined the effects of concrete unit weight on the seismic performance of RC columns subjected to constant axial loads applied with different values for each specimen. The column specimens were classified into all-lightweight aggregate concrete (ALWAC), sand-lightweight aggregate concrete (SLWAC), and normal-weight concrete (NWC). The amount of transverse reinforcement was specified for all the columns to satisfy twice the minimum amount specified in the ACI 318-19 provision. Test results showed that the normalized moment capacity of the columns decreased slightly with the concrete unit weight, whereas the moment capacity of LWAC columns could be conservatively estimated based on the procedure stipulated in ACI 318-19 using an equivalent rectangular stress block. Additionally, by applying the section lamina method, the axial load level corresponding to the balanced failure decreased with the concrete unit weight. The ductility of the columns also decreased with the concrete unit weight, indicating a higher level of decline under a higher axial load level. Thus, the LWAC columns required more transverse reinforcement than their counterpart NWC columns to achieve the same ductility level. Ultimately, in order to achieve high ductility in LWAC columns subjected to an axial load of 0.5, it is recommended to design the transverse reinforcement with twice the minimum amount specified in the ACI 318-19 provision.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.2333-2340
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• 2016

128/192/256-비트의 3가지 마스터키 길이와 ECB, CTR 운영모드를 지원하는 LEA (Lightweight Encryption Algorithm) 암호/복호 프로세서를 설계하였다. 라운드 블록을 16단 파이프라인 구조와 128 비트 데이터패스로 구현하여 고속 암호/복호 처리가 이루어지도록 하였다. 마스터키 길이에 따라 12/14/16 파이프라인 스테이지를 거쳐 암호/복호화가 이루어지며, 각 파이프라인 스테이지에서는 라운드 변환이 2회 반복 수행된다. 세 가지 마스터키 길이에 대한 암호/복호 키 스케줄링의 하드웨어 자원이 공유되도록 설계를 최적화하였다. 키 스케줄러에서 생성되는 라운드키는 32개의 라운드키 레지스터에 저장되어 마스터키가 갱신될 때까지 반복적으로 사용된다. 설계된 LEA 프로세서는 FPGA 구현을 통해 하드웨어 동작을 검증하였으며, Xilinx ISE를 이용한 합성 결과로 최대 동작 주파수 130 MHz에서 8.3 Gbps의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.457-465
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• 2015

사물인터넷은 다양한 장비에서 통신이 가능해야 한다. 사물인터넷 통신환경에서도 보안적인 요소를 고려해야하기 때문에 다양한 장비에 알맞은 암호 알고리즘이 필요하다. 그러므로 경량 블록 암호 알고리즘은 임베디드 플랫폼 사이에서 안전한 통신을 위하여 필수적이다. 그러나 이러한 환경에서 사용되는 경량블록알고리즘은 부채널 분석에 대한 취약점이 존재할 수 있다. 그렇기 때문에 부채널 대응기법을 고려하지 않을 수가 없다. 본 논문에서는 국산 경량암호 알고리즘인 ARX구조의 HIGHT 알고리즘에 대한 1차 전력분석 방법들을 제시하고 그 취약점을 확인한다. 또한, 1차 전력분석에 안전하도록 HIGHT를 설계하는 방법을 제안한다. 마지막으로, AES 와의 성능비교를 통하여 얼마나 효율성을 갖는지에 대해서 설명한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권9호
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• pp.4727-4741
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• 2019

The lightweight block cipher Piccolo adopts Generalized Feistel Network structure with 64 bits of block size. Its key supports 80 bits or 128 bits, expressed by Piccolo-80 or Piccolo-128, respectively. In this paper, we exploit the security of reduced version of Piccolo from the first round with the pre-whitening layer, which shows the vulnerability of original Piccolo. As a matter of fact, we first study some linear relations among the round subkeys and the properties of linear layer. Based on them, we evaluate the security of Piccolo-80/128 against the meet-in-the-middle attack. Finally, we attack 13 rounds of Piccolo-80 by applying a 5-round distinguisher, which requires $2^{44}$ chosen plaintexts, $2^{67.39}$ encryptions and $2^{64.91}$ blocks, respectively. Moreover, we also attack 17 rounds of Piccolo-128 by using a 7-round distinguisher, which requires $2^{44}$ chosen plaintexts, $2^{126}$ encryptions and $2^{125.49}$ blocks, respectively. Compared with the previous cryptanalytic results, our results are the currently best ones if considering Piccolo from the first round with the pre-whitening layer.

• 정보보호학회논문지
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• 제32권2호
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• pp.391-404
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• 2022

Aron Gohr는 경량 블록암호 Speck에 대해 딥러닝 기술에 기반한 암호분석 기법을 제안하였다. 이는 기존의 차분분석 방식보다 높은 정확도로 선택적 평문 공격을 가능하게 한 방법이다. 본 논문에서는 이러한 딥러닝 기반 암호분석의 동작 원리에 대해 확률분포를 이용하여 분석하고 이를 경량 블록암호 Simon에 적용한 결과를 제시한다. 또한, 암호분석 알고리즘 내부에서 신경망의 예측값 확률분포가 Speck과 Simon의 각 라운드 함수 특성에 따라 차이가 있음을 규명한다. 이를 통해 Aron Gohr가 제시한 암호분석의 핵심기술인 신경망 구분자의 성능 개선 방향을 제시한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제33권3호
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• pp.391-399
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• 2023

본 논문에서는 경량 블록 암호인 PIPO-64/128, 256에 대해 T-table을 사용한 구현을 최초로 제시한다. 제안 방법은 최초 16개의 T-table을 요구하지만, 필요한 두 종류의 T-table이 순환 구조임을 보이고 T-table 개수를 줄여 구현하는 변형 방법을 추가로 제시한다. 제안 방법들의 T-table 수(코드 크기)-속도간 상충관계 분석을 위해 각각 변형 구현물을 Intel Core i7-9700K 프로세서 환경에서 평가한다. 평가를 통해 획득한 속도 최적화 구현은 TLU(Table-Look-Up) 레퍼런스 구현에 비해 PIPO-64/128, 256에서 각각 11.33, 9.31배, 비트 슬라이스(Bit Slice) 레퍼런스 구현에 비해 각각 3.31, 2.76배 향상된 속도를 갖는다.

• 정보보호학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.719-726
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• 2015

최근 빅데이터와 클라우드 보안에 대한 관심이 증가함에 따라 이를 효율적으로 암호화하기 위해 경량화된 고속 암호에 대한 연구가 진행되어 왔다. 그 결과, 국가보안기술연구소에서는 경량 고속 블록 암호인 LEA를 개발하였다. 경량화 암호인 LEA를 효율적으로 암 복호화를 위해 CPU가 아닌 GPU를 이용한 고속화 연구들이 최근에 소개되었다. 그럼에도 불구하고, GPU사용에 있어서의 가이드라인에 대한 연구는 여전히 미흡하다. 본 논문에서는 LEA알고리즘이 대용량 처리를 위해 사용될 때, 효율적인 GPU를 활용한 LEA 최적화방안에 대해 제안한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권2호
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• pp.600-616
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• 2021

SIMON and SPECK are two families of lightweight block ciphers that have excellent performance on hardware and software platforms. At CRYPTO 2019, Gohr first introduces the differential cryptanalysis based deep learning on round-reduced SPECK32/64, and finally reduces the remaining security of 11-round SPECK32/64 to roughly 38 bits. In this paper, we are committed to evaluating the safety of SIMON cipher under the neural differential cryptanalysis. We firstly prove theoretically that SIMON is a non-Markov cipher, which means that the results based on conventional differential cryptanalysis may be inaccurate. Then we train a residual neural network to get the 7-, 8-, 9-round neural distinguishers for SIMON32/64. To prove the effectiveness for our distinguishers, we perform the distinguishing attack and key-recovery attack against 15-round SIMON32/64. The results show that the real ciphertexts can be distinguished from random ciphertexts with a probability close to 1 only by 2^8.7 chosen-plaintext pairs. For the key-recovery attack, the correct key was recovered with a success rate of 23%, and the data complexity and computation complexity are as low as 2⁸ and 2^20.1 respectively. All the results are better than the existing literature. Furthermore, we briefly discussed the effect of different residual network structures on the training results of neural distinguishers. It is hoped that our findings will provide some reference for future research.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.931-941
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• 2020

기계학습을 이용한 자연어처리 기술이 발전하면서 SHNS (Smart Home Network Service)가 다시 주목받고 있다. 그러나 SHNS는 구성 기기의 다양성과 사용자의 가변성 등으로 인하여 표준화된 인증 시스템 적용이 어렵다. 블록체인은 분산 환경에서 데이터 인증을 위한 기술로 제안되고 있지만, 작업증명시스템 구현 시 요구되는 계산 오버헤드 때문에 SHNS에 적용하는데 한계가 있다. 본 논문에서는 경량화된 작업증명시스템을 제안하였다. 제안하는 경량화된 작업증명시스템은 기기의 작업 권한을 제어함으로써 블록 생성을 관리하도록 제안되었다. 또한 본 논문에서는 이를 기반으로 SHNS의 접근통제 방안을 제안한다.