암호 회로로부터 방출된 전자파 평가를 통한 오류 주입 위치 탐색

최건희,김주환,한재승,한동국 한국전자파학회 2024 한국전자파학회논문지 Vol.35 No.7

전자파 오류 주입은 의도한 오류를 유발하기 위해 타이밍, 세기, 위치 등의 파라미터를 찾아야 한다. 기존에는 반복적인 전자파 오류 주입 실험을 통해 의도한 오류가 발생하는 파라미터를 찾아왔다. 하지만 이것은 상당한 시간을 요구하며실험 중 발생하는 영구적 결함에 대비한 다수의 대상 기기가 필요하다. 본 논문은 대상 알고리즘이 동작할 때 방출되는전자파로부터 취약한 회로의 위치를 파악하고, 전자파 오류 주입에 대한 관계성을 분석한다. 제안하는 기법은 세 종류의공격자 가정에서 적용 가능한 기법이며, 각각은 암호에 의존한 전자파 강도 차분 분석, 전력과 전자파의 상관성 분석, 전자파와 암호 중간값의 상관성 분석이다. 검증 결과 제안한 모든 기법은 일관되게 칩의 특정 영역을 주요 위치로 식별하였다. 실제 전자파 오류 주입의 타이밍, 세기의 파라미터를 변경한 다수의 실험 결과도 동일한 영역이 취약함을 보여제안한 기법의 타당성을 증명했다. 본 논문에서 제안하는 기법은 XMEGA128D4 대상 실험을 통해 칩의 최소 75 %의영역을 전자파 오류 주입 위치 탐색에서 제거할 수 있음을 실험을 통해 증명하였다. EM(Electromagnetic) fault injection requires finding parameters such as timing, intensity, and location to cause the intended fault. Previously, iterative EM fault-injection experiments were conducted to determine the parameters that cause the intended error. However, this is time consuming and requires the replacement of several target devices owing to permanent faults during the experiment. This study identifies the location of vulnerable circuits from the EM emitted when the target algorithm is operating and analyzes their relationship with the EM fault injection. The proposed methods apply to three different attacker assumptions: differential analysis of the EM intensity, correlation analysis of the power and EM, and correlation analysis of the EM and the intermediate value of the cipher. In our validation, all the proposed methods consistently identified a specific region of the chip as the key location. The results of several experiments in which the timing and intensity parameters of the actual EM fault injection are changed also indicate the vulnerability of the same region, proving the validity of the proposed method. The methods proposed in this study are experimentally proven to exclude at least 75% of the chip area from the EM fault injection location searches through experiments conducted on XMEGA128D4.

이동 통신용 기지국 환경에서 전자파 강도 노출량 측정 결과 분석

송해주(Hae-Zu Song),김순영(Soon-Young Kim),이문호(Moon-Ho Lee) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.6

본 논문은 전북 지역에 설치되어 있는 이동 통신 기지국 중 “전자파 강도 의무 측정 무선국” 77국과 “전자파강도 비의무 측정 무선국” 41국을 선정하여 전자파 강도를 측정하였다. 측정 결과, 전자파 강도는 전반적으로 전자파 인체 보호 기준에 비하여 매우 낮은 수준으로 나타났으며, 국민들이 이동 통신 기지국 주변에서 전자파에 대한 불안감을 가질 정도의 수준은 아니라고 생각된다. 본 논문에서는 의무 측정 무선국과 비의무 측정 무선국을 서로 분류하여 측정하고, 그 측정 결과를 비교ㆍ분석하였다. 그 결과, 비의무 측정 무선국의 평균값과 최대 값이 의무 측정 무선국의 측정값보다 모두 높게 나타났다. 일상 생활 주변에서 국민들이 전자파에 노출되는 강도는 무선국의 공중선 출력보다는 무선국 안테나의 접근성에 있다고 생각한다. 따라서 이동 통신용 기지국의 전자파 강도 의무 측정에 대한 법적 근거인 “전파법 시행령”에 명시되어 있는 공중선 전력(30 W 초과) 및 공중 선주의 높이(10 m 초과) 기준을 변경할 필요가 있음을 제안한다. This paper measured EMF strength of the duty measurement radio station(77 station) and the non-duty measurement radio station(41 station) of mobile communication base station in Jeonbuk region. As the result of measurement, it generally reveals that EMF is highly low level compare to the human protection guideline. And It is regarded as level that the national people who live close to the mobile communication base station don't have to worry about electromagnetic wave. This paper provides comparative analyses categorized by the duty measurement station and the nonduty measurement station. The results reveals that the average value and the maximum value of the non-duty measurement station preferably was higher than all the duty measurement station. It is thought that the EMF exposure strength of the national people is caused by approach of station antenna rather than antenna power. Consequently this paper suggests that standard of the antenna power(exceed 30 W), standard of antenna height(exceed 10 m) specified by Radio Regulation Act enforcement ordinance, legal basis for mobile communication base station have to be changed.

야외시험장과 전자파 완전 무반사실과의 상관계수를 이용한 완전 무반사실의 허용 기준 제안

이순용(Soon-Yong Lee),정연춘(Yeon-Choon Chung),최재훈(Jea-Hoon Choi) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.12

본 논문에서는 전자파 장해 측정용 야외시험장과 전자파 내성 시험장인 완전 무반사실과의 상관계수를 이용하여 완전 무반사실에서 전자파 허용 기준을 제시하였다. FAR Project(SMT4-CT96-2133), CISPR/A/665/DTR, CISPRA/665/DTR 문서들을 분석하고, 이 문서들과 이론적인 수식들을 이용하여 야외시험장과 완전 무반사실의 이론적인 상관계수를 도출하였다. 실험적인 상관계수를 도출하기 위해서 피시험기기를 제작하였으며, 제작된 피시험기기의 전기장 세기를 10 m 야외시험장과 3 m 완전 무반사실에서 측정하였다. 또한, 다중 소스원을 갖는 피시험기기를 위한 허용 기준을 제시하기 위해서, 전기 다이폴과 자기 다이폴의 방사 이론을 프로그램화 하였다. 이 프로그램을 이용하여 다중 소스원을 갖는 피시험기기를 위한 상관계수를 도출하였다. 이론적, 실험적 상관계수를 이용하여 완전 무반사실에서 전자파 허용 기준을 새롭게 제시함으로써 완전 무반사실이 야외시험장의 전자파 방사(EMI) 대체 시험장으로서 활용될 수 있음을 확인하였다. In this paper, we suggested the tolerance limits of FAR(Fully Anechoic Room) using correlation factor between OATS(Open area Test Site) to measure EMI(Electromagnetic Interference) and FAR to measure EMS(Electromagnetic Susceptibility). FAR Project(SMT4-CT96-2133), CISPR/A/665/DTR, and CISPR A/665/DTR documents are analyzed and theoretical correlation factor based on the documents and theoretical equations is drawn. To obtain the experimental correlation factor, EUT(Equipment Under Test) is fabricated as well as measured at the 10 m distance OATS and in the 3 m distance FAR. Also, to suggest the tolerance limits of EUT with multi sources, radiation theory for electric and magnetic dipoles is programmed. We drew the correlation factor for EUT with multi sources through the programs. As the tolerance limits of FAR is newly defined, It can be used alternative test site for OATS to measure EMI, efficiently.

Noise Injection Path의 주파수 특성을 고려한 IC의 전자파 전도내성 시험 방법에 관한 연구

곽상근(SangKeun Kwak),김소영(SoYoung Kim) 한국전자파학회 2013 한국전자파학회논문지 Vol.24 No.4

본 논문에서는 IC(Integrated Circuit) 전자파 전도내성 시험 방법인 BCI(Bulk Current Injection)와 DPI(Direct Power Injection)를 이용하여 1.8 V I/O 버퍼에 대한 IC 전자파 전도내성을 시험하였다. IC 전자파 전도내성 시험을 회로 해석기를 사용하여 시뮬레이션 할 수 있는 등가회로 모델(model)을 개발하고 검증하였다. BCI와 DPI의 주파수에 따른 forward 전력을 비교한 결과는 주파수 성분에 따라 실제 IC에 도달하는 전자파(electromagnetic, EM) 노이즈의 양이 제한됨을 보여준다. 시뮬레이션을 통해, 가해지는 RF(Radio Frequency) 노이즈가 전달되는 경로의 삽입손실을 구하여, 하나의 시험 방법만으로는 넓은 주파수 영역에서 실질적인 IC 전자파 내성시험의 어려움을 발견하였다. 따라서 규정된 시험 방법을 보완하여 넓은 주파수 영역의 노이즈에 대해 신뢰도 높은 IC 전자파 전도내성 시험 방법을 제안한다. In this paper, Integrated circuit(IC) electromagnetic(EM) conducted immunity measurement and simulation using bulk current injection(BCI) and direct power injection(DPI) methods were conducted for 1.8 V I/O buffers. Using the equivalent circuit models developed for IC electromagnetic conducted immunity tests, we investigated the reliability of the frequency region where IC electromagnetic conducted immunity test is performed. The insertion loss for the noise injection path obtained from the simulation indicates that using only one conducted immunity test method cannot provide reliable conducted immunity test for broadband noise. Based on the forward power results, we analyzed the actual amount of EM noise injected to IC. We propose a more reliable immunity test methods for broad band noise.

전자파 노출에 따른 생물학적 영향에 관한 최신 고찰과 전망

김주환,조성완,김명주,김학림 한국전자파학회 2015 전자파기술 Vol.26 No.2

한국전자파학회 논문지 투고 규정 외

편집부(편집자) 한국전자파학회 2008 한국전자파학회논문지 Vol.19 No.12

LCD 모니터의 누설 전자파에 대한 분석

이호성(Ho seong Lee),심규홍(Kyuhong Sim),오승섭(Seungsub Oh),육종관(Jong-Gwan Yook) 한국전자파학회 2016 한국전자파학회논문지 Vol.27 No.9

컴퓨터의 대표적인 출력 매체인 LCD(Liquid Crystal Display) 모니터에서는 일반적으로 의도치 않은 전자파가 누설된다. 이러한 누설 전자파에는 컴퓨터의 메인 보드에서 LCD 모니터로 전달되는 화면 정보가 포함되어 있기 때문에 누설신호의 복원을 통한 화면 정보 누설의 위험성이 존재한다. 따라서 누설 신호를 통한 전자파 보안 위협이 이슈가 되고 있으므로 정보 누설 가능성에 대한 분석이 필요한 상황이다. 본 논문에서는 데스크탑과 랩탑 모니터에서 누설되는 전자파를 분석하여 화면 정보 누설의 가능성을 확인하였다. 화면 구성 매커니즘을 분석하여 LCD 모니터의 누설 전자파의 형태를 예측하였고, 누설 신호 탐지 실험 환경을 구성하여 원거리에서 누설 전자파를 측정하였다. 또한, 여러 알고리즘을 사용하여 누설 화면을 복원하고, 원 화면과 비교하여 정보 누설 위협에 대하여 확인하였다. Generally, the compromising electromagnetic emanations are generated from LCD(Liquid Crystal Display) monitor which is typical output component of computer. Because display information transmitted to LCD monitor is included in these emanations, there are risks about information leakage of monitor by eavesdropping of leaked signal. So, analysis about possibility of information leakage is necessary because electromagnetic security through the electromagnetic emanations is being at issue. In this paper, the possibility of display information leakage are demonstrated by analyzing the electromagnetic emanations from desktop and laptop monitors. The characteristics of leaked signal from LCD monitor is verified by analyzing display mechanism and the electromagnetic emanations are measured in the long distance by eavesdropping experiment. Also, threat of information leakage is confirmed by recovering display information with several signal processing technique and comprising with target display.

마우스의 도파민 신경계 및 행동성에 대한 LTE 전자파 단기 노출 영향 연구

정예지,이다현,최재용,전상봉,최형도,이해준 한국전자파학회 2020 한국전자파학회논문지 Vol.31 No.10

본 연구는 휴대전화 전자파 노출과 주의력결핍 과잉행동장애(attention deficit hyperactivity disorder, ADHD) 사이의 연관성을 실험적으로 규명하기 위해 고강도 전자파 단기 노출이 마우스의 행동성 및 행동 관련 뇌신호계에 미치는 영향을조사하고자 하였다. 동물노출용 잔향실에서 8주령 수컷 마우스를 하루 12시간씩, 5일 동안 1,760 MHz 전자파(전신평균SAR 6 W/kg)에 노출시키고, 전자파 노출 전후 행동실험을 통해 마우스의 활동성, 주의력 및 기억력을 평가하였다. 또한전자파 노출 전후 도파민 발현 변화 측정을 위한 Neuro-PET 영상을 촬영하고, 뇌 조직에서 도파민 신호전달 단백질군의발현 변화도 분석하였다. 그 결과, 고강도 전자파 단기 노출은 성체 마우스에서 행동성과 도파민신호계에 유의미한 변화를 유도하지 않았다. 본 연구에서는 전자파의 ADHD 영향 규명을 위하여 마우스를 연구대상으로 한 행동평가법 및 도파민신경계 영향 분석법을 정립하였으며, 이는 향후 다양한 조건의 전자파 노출과 ADHD 유발 영향 사이의 연관성을 규명하는데 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

도선에 커플링 되는 고출력 전자파에 의한 CMOS IC의 피해 효과 및 회복 시간

황선묵(Sun-Mook Hwang),홍주일(Joo-Il Hong),한승문(Seung-Moon Han),허창수(Chang-Su Huh) 한국전자파학회 2008 한국전자파학회논문지 Vol.19 No.6

본 논문은 고출력 전자파에 따른 CMOS IC 소자의 피해 효과와 회복 시간을 알아보았다. 고출력 전자파 발생장치는 마그네트론을 사용하였고, CMOS 인버터의 오동작/부동작 판별법은 유관 식별이 가능한 LED 회로로 구성하였다. 그리고 고출력 전자파에 의해 오동작된 CMOS 인버터의 전원 전류와 회복 시간을 관찰하였다. 그 결과, 전계 강도가 약 9.9 ㎸/m에서의 전원 전류는 정상 전류의 2.14배가 증가하였다. 이는 래치업에 의한 CMOS 인버터가 오작동된 것을 확인할 수 있었다. 또한, COMS 인버터의 파괴는 컴포넌트, 온칩와이어, 그리고 본딩와이어에서 다른 형태로 관찰하였다. 위 실험 결과로, 전자 장비의 고출력 전자파 장해에 대한 이해를 돕는데 기초 자료로 활용될 것으로 예측된다. This paper examines the damage effect and delay time of CMOS integrated circuits device with coupling caused by high power microwaves. The waveguide and magnetron was employed to study the influence of high power microwaves on CMOS inverters. The CMOS inverters were composed of a LED circuit for visual discernment. Also CMOS inverters broken by high power microwave is observed with supply current and delay time. When the power supply current was increased 2.14 times for normal current at 9.9 ㎸/m, the CMOS inverter was broken by latch-up. Three different types of damage were observed by microscopic analysis: component, onchipwire, and bondwire destruction. Based on the results, CMOS inverters can be applied to database to elucidate the effects of microwaves on electronic equipment.

액체 소금물을 이용한 투명 전자파 차폐

판쥐뚱(Tung Phan Duy),정창원(Chang Won Jung) 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.2

광학적으로 투명한 ITO, MLF, 메탈메쉬 등의 기존 고체 투명전극(transparent electrode: TE)을 이용한 투명 안테나, 전자파 차폐(electromagnetic-wave shielding)등에 대한 연구가 진행되어 왔으며, 본 논문에서는 기존 고체 투명전극(TE) 대비 광학적으로 우수하며, 가격이 저렴하고, 주변에서 쉽게 구할 수 있는 소금물을 이용한 액체 투명전극에 대한 광학적, 전기적 특성을 이론적, 실험적으로 분석하였다. 농도 35 ppt의 전도도 5 s/m을 갖는 소금물은 평균 95 % 이상의 가시광선 대역 광투과도를 가지며, 3 ㎜ 두께의 평면형 소금물에서 22 ㏈ 이상의 전자파 차폐도(shielding effectiveness: SE) 성능을 갖는다. Transparent antennas and electromagnetic-wave shielding using existing optically transparent electrodes (TEs) such as indium tin oxide, MLF, and metal mesh were investigated. We analyzed the optical and electrical characteristics of a liquid TE using saltwater compared to those of conventional solid TEs. Saltwater with a salinity of 35 ppt (conductivity=5 s/m) has an average transparency of >95% in the visible band. A planar saltwater layer with a 3 ㎜ thickness has a shielding effectiveness performance of >22 ㏈.