• ETRI Journal
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• 제38권2호
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• pp.387-396
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• 2016

This paper introduces a new type of collision attack on first-order masked Advanced Encryption Standards. This attack is a known-plaintext attack, while the existing collision attacks are chosen-plaintext attacks. In addition, our method requires significantly fewer power measurements than any second-order differential power analysis or existing collision attacks.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제2권9호
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• pp.393-398
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• 2013

본 논문에서는 일차 전력 분석에 안전한 AES의 마스킹 기법을 분석할 수 있는 새로운 충돌쌍 공격을 제안한다. 제안하는 충돌쌍 공격은 기존 충돌쌍 공격의 단점인 선택 평문 공격의 단점을 극복하고 기지 평문 공격이 가능하도록 구성되어진다. 또한 제안하는 분석기법은 이차 전력분석보다 효율적이며 최근 제안된 충돌쌍 공격에 요구되는 파형 개수에 비해 약 1/27.5배의 파형만을 요구한다. 논문에 포함된 실험 결과들은 이러한 사실을 뒷받침한다. 본 논문에서는 또한 새로운 분석 기법과 함께 이 방법을 방어할 수 있는 간단한 대응방법을 소개하도록 한다.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제21권4호
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• pp.264-271
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• 2021

From an information security perspective, protecting sensitive data requires utilizing algorithms which resist theoretical attacks. However, treating an algorithm in a purely mathematical fashion or in other words abstracting away from its physical (hardware or software) implementation opens the door to various real-world security threats. In the modern age of electronics, cryptanalysis attempts to reveal secret information based on cryptosystem physical properties, rather than exploiting the theoretical weaknesses in the implemented cryptographic algorithm. The correlation power attack (CPA) is a Side-Channel Analysis attack used to reveal sensitive information based on the power leakages of a device. In this paper, we present a power Hacking technique to demonstrate how a power analysis can be exploited to reveal the secret information in AES crypto-core. In the proposed case study, we explain the main techniques that can break the security of the considered crypto-core by using CPA attack. Using two cryptographic devices, FPGA and 8051 microcontrollers, the experimental attack procedure shows that the AES hardware implementation has better resistance against power attack compared to the software one. On the other hand, we remark that the efficiency of CPA attack depends statistically on the implementation and the power model used for the power prediction.

• 정보보호학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.109-115
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• 2010

차분 전력 분석(Differential Power Analysis, DPA) 기법은 암호화 과정 중 발생하는 누설정보를 이용하는 효과적인 부채널 공격(side-channel attack, SCA) 종의 하나로 알려져 있다. 그러나 공격에 사용되는 누설 전력 신호에는 암호화와 관련이 없는 동작에 의해 야기된 전력 신호가 함께 포함되어 있으며, 이로 인해 공격의 효율성이 크게 저하된다. 따라서 본 논문에서는 차분 전력 분석 기법의 공격 성능을 향상시키기 위해, 측정된 전력 신호로부터 암호화 과정에 관련된 부분만을 추출하는 전처리 방법을 제안한다. 모의실험 결과를 통해 제안된 전처리 방법을 적용한 차분 전력 분석 공격은 기존의 차분 전력 분석 공격에 비해 매우 적은 수의 누설 전력 신호만으로도 암호화 알고리즘에 사용된 비밀 키를 찾을 수 있음을 보인다.

• 정보보호학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.135-140
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• 2004

ID 기반 암호 시스템과 전력 분석 공격(Power Analysis Attack)은 모두 각각의 분야에서 활발한 연구가 진행되는 주제이다. 특히 DPA(Differential Power Analysis) 공격(2)은 스마트카드와 같은 저전력 장치에 대한 가장 강력한 공격방식으로 취급되어 왔다. 그러나 ID 기반 암호 시스템과 전력 분석 공격은 각기 독립적으로 연구되고 있다. 본 논문에서는 전력 분석 공격이 ID 기반 암호 시스템의 안전도에 미치는 영향에 대해 분석한다. 그 결과로, pairing을 사용하는 ID 기반 암호 시스템의 경우 DPA에 대한 대응책 없이 SPA에 대한 대응책만으로도 충분히 안전하다는 것을 보인다.

• ETRI Journal
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• 제32권3호
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• pp.362-369
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• 2010

While the elliptic curve cryptosystem (ECC) is getting more popular in securing numerous systems, implementations without consideration for side-channel attacks are susceptible to critical information leakage. This paper proposes new power attack countermeasures for ECC over Koblitz curves. Based on some special properties of Koblitz curves, the proposed methods randomize the involved elliptic curve points in a highly regular manner so the resulting scalar multiplication algorithms can defeat the simple power analysis attack and the differential power analysis attack simultaneously. Compared with the previous countermeasures, the new methods are also noticeable in terms of computational cost.

• 정보보호학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.335-344
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• 2016

부채널 분석 중 전력 분석 공격은 가장 실용적이며 강력한 기법으로 알려져 있다. 전력 분석 공격 중 단일 파형공격은 단 하나의 파형을 이용하여 공개키 암호 시스템의 비밀정보를 복원하는 강력한 분석기법으로 최근에 활발히 연구되고 있다. 가장 최근에 Sim 등은 이러한 공격에 높은 안전성을 갖는 새로운 지수승 알고리즘을 소개하였다. 본 논문에서 Sim 등이 제안한 단일 파형 공격에 높은 공격 복잡도를 갖는 알고리즘의 취약점을 분석한다. 메시지 블라인딩과 지수 분할 기법에 윈도우 기법을 적용해 높은 공격 복잡도를 갖는 알고리즘을 제안하였지만 사전 연산과정에서 발생하는 정보를 이용하여 비밀정보를 복원할 수 있음을 확인하였다. 또한 취약점을 보완하여 단일파형 공격에 높은 공격 복잡도를 갖는 지수승 알고리즘을 새롭게 제안하였다. 설계된 알고리즘은 사전 연산 과정에서 실제지수 연산에 사용되는 값들의 재사용을 최소화 하여 충돌 공격에 대해 높은 안전성를 보장한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.1319-1326
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• 2015

AES, ARIA와 같은 대칭키 암호 알고리즘은 각 라운드 마다 사용되는 라운드 키를 키 확장 메커니즘을 통해 생성한다. 이러한 키 확장 메커니즘이 실행 될 때 소비되는 전력은, 비밀키에 대한 정보를 보유하고 있다는 점에 기인하여, 소수의 전력 파형을 이용한 단순전력분석으로 비밀키의 후보를 현저하게 감소시킬 수 있는 취약점이 존재한다. 그러므로, 이러한 공격에 대한 연구 분석을 통해, 정보 누출을 막을 수 있는 대응방법의 연구가 시급한 실정이다. 국제 표준 암호인 AES의 키 확장 SPA에 대한 연구는 2002년 이후 현재까지 진행되고 있으나, 국내에서 많은 분야에 응용되고 있는 국내 표준 암호 알고리즘 ARIA에 대한 키 확장 SPA 연구의 진행은 미흡하다. 이에 본 논문에서는, 마스킹이 적용되어 있지 않은 ARIA-128 버전 8비트 구현시 키 확장 SPA 공격 시나리오를 제안하고, 실험을 통해 ARIA가 해밍 웨이트 누출 기반 키 확장 SPA 공격에 취약함을 보인다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.14-21
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• 2020

두 통신자간 정보를 전송함에 있어 기밀성 서비스를 제공하기 위해서는 하나의 대칭 비밀키를 이용하는 블록데이터 암호화를 수행한다. 데이터 암호 시스템에 대한 전력 분석 공격은 데이터 암호를 위한 디바이스가 구동할 때 발생하는 소비 전력을 측정하여 해당 디바이스에 내장된 비밀키를 찾아내는 부채널 공격 방법 중 하나이다. 본 논문에서는 딥 러닝 기법인 CNN (Convolutional Neural Network) 알고리즘에 기반한 전력 분석 공격을 시도하여 비밀 정보를 복구하는 방법을 제안하였다. 특히, CNN 알고리즘이 이미지 분석에 적합한 기법인 점을 고려하여 1차원의 전력 분석파형을 2차원 데이터로 이미지화하여 처리하는 RP(Recurrence Plots) 신호 처리 기법을 적용하였다. 제안한 CNN 공격 모델을 XMEGA128 실험 보드에 블록 암호인 AES-128 암호 알고리즘을 구현하여 공격을 수행한 결과, 측정한 전력소비 파형을 전처리 과정없이 그대로 학습시킨 결과는 약 22.23%의 정확도로 비밀키를 복구해 냈지만, 전력 파형에 RP기법을 적용했을 경우에는 약 97.93%의 정확도로 키를 찾아낼 수 있었음을 확인하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제29권5호
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• pp.997-1006
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• 2019

본 논문에서는 기존 전력 분석 공격의 어려움과 비효율성을 극복하기 위해 딥 러닝 기반의 MLP(Multi-Layer Perceptron) 알고리즘을 기반으로 한 공격 모델을 사용하여 암호 디바이스의 비밀 키를 찾는 공격을 시도하였다. 제안하는 전력 분석 공격 대상은 XMEGA128 8비트 프로세서 상에서 구현된 AES-128 암호 모듈이며, 16바이트의 비밀 키 중 한 바이트씩 복구하는 방식으로 구현하였다. 실험 결과, MLP 기반의 전력 분석 공격은 89.51%의 정확도로 비밀 키를 추출하였으며 전처리 기법을 수행한 경우에는 94.51%의 정확도를 나타내었다. 제안하는 MLP 기반의 전력 분석 공격은 학습을 통한 feature를 추출할 수 있는 성질이 있어 SVM(Support Vector Machine)과 같은 머신 러닝 기반 모델보다 우수한 공격 특성을 보임을 확인하였다.