• 정보보호학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.3-16
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• 2008

무선 센서 네트워크는 센서 노드 또는 모트(mote)라 불리는 소형 장치들로 이루어진 무선 네트워크이다. 최근 센서 네트워크에 대한 연구가 활발한 가운데 센서 네트워크에서의 보안에 관한 연구 또한 활발히 진행되고 있다. 센서 노드 및 센서 네트워크 상의 정보를 안전하게 저장, 전송하기 위해서는 암호 알고리즘의 구현이 필요하며, 이 암호 알고리즘들은 센서 노드의 한정된 자원을 효과적으로 활용할 수 있도록 효율적인 구현이 필수적이다. 센서 노드 상에서 이용될 수 있는 암호로는 TinyECC 등의 공개키 암호와 AES와 같은 표준 블록 암호가 있으나, 스트림 암호는 최근에서야 eSTREAM 프로젝트에서 표준화가 완료되어 아직 센서 노드상에서 사용 가능성이 명확하지 않은 실정이다. 이에 본 논문에서는 eSTREAM의 2단계와 3단계에 채택되었던 10개 소프트웨어 기반 암호들 중 9개의 암호들을 MicaZ 모트 상에 구현하여 성능을 비교하고, 특히 최종적으로 eSTREAM에 채택된 SOSEMANUK, Salsa20, Rabbit을 포함한 6개 암호에 대해서는 MicaZ에 적합하도록 최적화하였다. 또한 참조 구현으로써 하드웨어용 스트림 암호 및 AES-CFB에 대한 실험 결과도 제시한다. 본 논문의 실험에 따르면, 대부분의 스트림 암호가 약 31Kbps - 406Kbps의 암호화 성능을 보임으로써 센서 노드에서 사용하기에 큰 무리가 없음을 확인할 수 있었다. 특히 최종적으로 채택된 SOSEMANUK, Salsa20, Rabbit의 경우 센서 노드에 적합한 128바이트 크기의 작은 패킷의 암호화에서 각각 406Kbps, 176Kbps, 121Kbps의 속도를 보여주고, 70KB, 14KB, 22KB의 ROM및 2811B, 799B, 755B의 RAM을 사용함으로써, 106Kbps의 속도를 보여준 소프트웨어 기반 AES에 비해 우수한 성능을 보임을 알 수 있었다.

• 융합보안논문지
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• 제12권4호
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• pp.17-23
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• 2012

최근 스마트폰 및 태블릿 PC를 이용한 무선통신 사용자가 점차 늘면서 암호 알고리즘, 특히 스트림 암호 연구가 활발히 진행되고 있다. 스트림 암호 방식에서 필요한 난수발생기는 하드웨어 구현이 쉬운 LFSR 구조가 주로 사용된다. 그러나 기존의 다중 비트 출력의 LFSR 기반 난수 발생기는 회로가 복잡해지고 출력간의 상관관계가 크다. Leap-ahead 구조를 갖는 LFSR은 이를 해결하기 위해 제안되었으나, 레지스터의 수와 출력비트에 따라 생성되는 난수의 수가 급격히 적어지는 단점을 갖는다. 본 논문은 기존 Leap-ahead 구조에 세그먼테이션 기법을 적용하여 회로 크기의 증가 없이 생성되는 난수의 수를 높일 수 있는 새로운 구조를 제안한다. 제안된 구조는 VHDL을 통하여 회로로 합성된 후, Xilinx사의 Xilinx ISE 10.1의 Virtex 4, XC4VLX15에서 동작을 검증하였다. 실험 결과 제안된 구조는 기존 Multi-LFSR 구조에 비해 20%이내의 회로 크기로 Leap-Ahead 구조에 비해 최소 40% 생성되는 난수의 수를 증가시켰다.

• 정보보호학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.327-334
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• 2016

일반적으로 알려진 믿음과는 달리 다양한 컴퓨팅 장치의 메인 메모리로 사용되는 DRAM은 전원이 차단되더라도 저장하고 있던 데이터가 곧바로 사라지지 않고, 대신 어느 정도의 시간 동안 데이터를 유지하게 된다. 특히 DRAM을 냉각시키면 그 데이터 유지 시간이 더 길어진다는 사실 역시 알려져 있다. Cold Boot Attack이란 이러한 DRAM의 데이터 유지 성질을 이용하여, 전원이 차단된 DRAM으로부터 암호 알고리즘의 키와 같은 민감한 정보를 복구해내는 부채널 공격 방법의 일종이다. 본 논문에서는 대칭붕괴모델을 가정한 Cold Boot Attack 방법을 이용하여 전원이 차단된 DRAM으로부터 추출된 AES 키 비트열로부터 원래의 AES 키를 복구하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 추출된 AES 키 비트열의 랜덤성을 테스트하는 방법을 사용하여 후보 키 공간의 크기를 줄이는 방법을 사용한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.676-682
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• 2018

WSN을 포함하는 IoT 세상이 발전할수록, IoT를 적용하는 주위환경에 따라 정보를 센싱하는 센서 시스템의 수가 매우 가변적이다. 이러한 복잡한 환경에서 각각의 센서 시스템들에 대한 보안을 수행하기 위하여 보안모듈들도 가변적으로 증감을 수행해야 한다. 이러한 문제점은 시스템 효율성과 해킹/크래킹을 고려하였을 경우, 하드웨어/소프트웨어적인 구현을 어렵게 한다. 그러므로 본 논문은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 센싱 노드들의 수와 상관없이 일정한 주기를 가지는 의사난수를 발생시키며 이상현상을 탐지할 수 있는 기능을 가진 고정 길이 탭을 가진 의사 난수 발생기(FLT: Pseudo-random Number Generator with Fixed Length Tap unrelated to the variable sensing nodes) 구조를 제안하였다. 제안된 FLT-LFSR 구조는 IoT 환경에서 하드웨어/소프트웨어 구현에 대하여 보안레벨 및 전체 데이터 포맷팅을 일정하게 유지시킬 수 있도록 하였다. 그러므로 제안된 FLT-LFSR 구조는 센서 시스템 구현의 용이성 및 센싱 노드들의 수와 상관없이 네트워크의 확장성을 강조할 수 있도록 하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권9호
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• pp.702-713
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• 2003

정보통신 및 네트워크의 급격한 발전으로 인하여 정보보호분야의 중요성은 매우 크다. 또한 사용자에 의한 서비스 수요가 증가하면서 개인정보보호에 대한 관심이 증가하였다. 이러한 이유로 대칭형 암호방식보다는 비대칭형 암호방식이 주류를 이루게 되었다. 그러나 비대칭형 암호방식은 대칭형 암호시스템에 비하여 처리속도가 낮아서 적용되는 분야가 한정된다. 그러므로 본 논문에서는 대칭형 암호시스템을 이용하여 비대칭형 암호시스템의 인증기능을 수행할 수 있도록 하는 암호시스템을 설계하였다. 제안된 암호시스템은 블록 암호방식과 스트림 암호방식을 혼용하여 사용하였다. 대칭형/비대칭형 암호시스템은 고정된 키에 의하여 암호/복호를 수행하지만 제안된 암호시스템은 평문의 정보에 의하여 키수열이 변화하도록 함으로써 비도 측면에서 매우 높은 안전성을 가지도록 하였다. 그러므로 비인가자가 키정보를 확보하여도 크랙하기가 매우 어려워진다. 그러므로 제안된 암호시스템은 대칭형 암호시스템의 처리속도와 비대칭 암호시스템의 인증기능을 가지고 있으므로 데이터 인증 또는 중요한 정보의 교환에 매우 유용하게 사용되리라 사료된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.1001-1008
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• 2019

고품질 의사랜덤수열 생성은 암호화 프로토콜을 포함한 많은 암호화 응용 프로그램에서 매우 중요한 부분이다. 그러므로 의사랜덤수열 생성기(Pseudo Random Number Generator, 이하 PRNG)는 암호시스템에서 키수열 생성하는데 꼭 필요한 요소이다. PRNG는 고품질의 랜덤한 큰 데이터 스트림을 효과적으로 생성해야 한다. CA 기반의 PRNG는 LFSR기반의 PRNG에 의해 출력되는 난수열보다 랜덤성이 우수하다는 사실은 이미 잘 알려져 있다. 본 논문에서는 비밀키 암호시스템에서 보다 안전한 비트스트림을 생성하고 키 공간을 확장할 수 있는 PRNG를 설계하기 위해 최대길이를 갖는 90/150 셀룰라 오토마타(Cellular Automata, CA)로부터 유도된 여원 CA가 최대길이 CA임을 보인다. 또한 90/150 최대길이 CA(MLCA)와 여원벡터로부터 유도된 여원 MLCA의 각 셀에서 출력되는 수열 중 비선형 수열을 출력하는 셀의 위치를 분석한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.333-342
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• 2022

셀룰라 오토마타(이하 CA)는 이산적이고 추상적인 계산 모델로 다양한 분야에서 적용되고 있다. 우수한 의사 난수열 생성기로 적용 가능한 CA는 최근에 암호 시스템의 기본 요소로 발전했다. CA 기반 스트림 암호에 대한 여러 연구가 수행되었으며 적절한 CA 규칙이 사용되는 경우 CA의 이웃의 반경이 증가될 때, 암호화 강도가 증가됨이 관찰되었다. 본 논문에서는 1차원 의사 난수열 생성기(PRNG)로 응용될 수 있는 CA 중 1차원 5-이웃 CA를 이웃의 연결 상태에 따라 분류하고, 특성다항식의 점화관계를 구한다. 또한 1차원 3-이웃 90/150 CA의 상태 전이행렬을 이용하여 이웃의 반경을 2로 증가시킨 비대칭 5-이웃 선형 MLCA를 합성 알고리즘을 제안한다.