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유형소(HyungSo Yoo),하재철(JaeCheol Ha),김창균(ChangKyun Kim),박일환(IlHwan Park),문상재(SangJae Moon) 한국정보보호학회 2006 정보보호학회논문지 Vol.16 No.3
본 논문에서는 국가표준 암호인 ARIA에 효율적인 마스킹 기법을 제안하였다. 4개의 SBOX에 대해 각각 마스킹을 적용하는 기존의 마스킹 기법과 달리, 본 논문에서는 1개의 테이블만을 사용한 마스킹 구현기법을 제안하고, 실험을 통하여 1차 DPA 공격에 안전함을 확인하였다. 제안하는 역원테이블 방법을 이용하면 한 번의 역원 테이블을 만드는데 많은 시간이 필요하지만 마스킹을 여러 번 수행하는 경우에는 테이블을 반복적으로 이용하게 되므로 연산속도를 크게 개선할 수 있다. ARIA is a 128-bit block cipher, which became a Korean Standard in 2004. According to recent research, this cipher is attacked by first order DPA attack. In this paper, we propose a new masking technique as a countermeasure against first order DPA attack and apply it to the ARIA. The proposed method is suitable for low memory environment. By using this countermeasure, we verified that it is secure against first order DPA attack. In addition, our method based on precomputation of inverse table can reduce the computational cost as increasing the number of S-BOX masking.
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랜덤 마스킹 기법을 이용한 DPA 공격에 안전한 ARIA 구현
유형소(HyungSo Yoo),하재철(JaeCheol-Ha),김창균(ChangKyun Kim),박일환(IlHwan Park),문상재(SangJae Moon) 한국정보보호학회 2006 정보보호학회논문지 Vol.16 No.2
ARIA는 128비트 블록암호알고리즘으로, 2004년 국가표준(KS)으로 선정되었다. 현재 많은 연구가 진행되고 있는 DPA 공격에 ARIA가 취약함이 발견되었다. 따라서 본 논문에서는 1차 DPA 공격에 의한 대응방법으로 가장 많은 연구가 이루어지고 있는 마스킹 기법을 설명하고 국내표준 암호알고리즘인 ARIA에 적용하였다. 마스킹이 적용된 ARIA를 AVR 기반의 8비트 프로세서를 사용하는 스마트카드에 소프트웨어로 구현하였으며, 실험을 통하여 1차 DPA 공격에 안전함을 확인하였다. ARIA is a 128-bit block cipher, which became a Korean Standard in 2004. According to recent research, this cipher is attacked by first order DPA attack. In this paper, we explain a masking technique that is a countermeasure against first order DPA attack and apply it to the ARIA. And we implemented a masked ARIA for the 8 bit microprocessor based on AVR in software. By using this countermeasure, we verified that it is secure against first order DPA attack.
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김창균(ChangKyun Kim),유형소(HyungSo Yoo),박일환(IlHwan Park) 한국정보보호학회 2007 정보보호학회논문지 Vol.17 No.5
본 논문에서는 하드웨어 기반 블록 암호알고리즘에 대한 부채널분석 공격 취약성을 살펴보았다. 분석을 위해 ARIA 알고리즘을 FPGA에 구현하였으며 다양한 분석을 위해 두 가지 형태의 S-box로 나누어 구현하였다. 각각의 구현형태에 대해 DPA 공격, 근거리 DEMA 공격 및 원거리 DEMA 공격을 실험하였다. 기존에 발표된 소프트웨어 기반 스마트카드에 대한 DPA 공격결과와 비교했을 때 하드웨어(FPGA) 기반 암호알고리즘이 병렬처리 및 기타 이유로 인해 좀 더 많은 수의 수집신호가 필요하였지만 S-box의 구현형태에 상관없이 모든 부채널분석 공격에 취약함을 실험적으로 확인하였다. This paper has investigated the susceptibility of an FPGA implementation of a block cipher against side channel analysis attacks. We have performed DPA attacks and DEMA attacks (in the near and far field) on an FPGA implementation of ARIA which has been implemented into two architectures of S-box. Although the number of needed traces for a successful attack is increased when compared with existing results on smart cards, we have shown that ARIA without countermeasures is indeed very susceptible to side channel analysis attacks regardless of an architecture of S-box.
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하드웨어 마스킹 대응기법에 대한 고차 차분부채널분석 공격
김창균(ChangKyun Kim),박일환(IlHwan Park),유형소(HyungSo Yoo) 한국정보보호학회 2007 정보보호학회논문지 Vol.17 No.5
본 논문에서는 기존에 제시된 다양한 고차 차분부채널분석 공격기법에 대해 살펴본다. 하드웨어로 구현된 마스킹 기법에서 두 개의 마스킹된 중간 값이 병렬로 처리되는 경우 기존의 공격기법에 문제가 있음을 실험적으로 보이고, 이를 해결하기 위해 효율적이며 간단한 사전처리함수를 제안한다. 제안된 사전처리함수를 이용한 2차 DPA 공격과 DEMA 공격 결과, 마스킹 대응기법에 대한 2차 차분부채널분석 공격이 매우 위협적인 공격임을 실험적으로 검증할 수 있었다. In this paper, we investigate the several different types of higher-order differential side channel analysis (DSCA) attacks. We present that some of exiting higher-order DSCA attacks have some practical problem applying to two masked intermediate values being parallel processed. In order to solve this problem we propose a new higher-order DSCA attack using an efficient and simple preprocessing function. Using the proposed preprocessing function we clearly show that 2nd-order DSCA attacks are still a practical threat for masked hardware implementations.
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