$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

사이드 채널 공격에 대한 스마트카드 안전성의 실험적 분석
Development of Side Channel Attack Analysis Tool on Smart Card 원문보기

情報保護學會論文誌 = Journal of the Korea Institute of Information Security and Cryptology, v.16 no.4, 2006년, pp.59 - 68  

한동호 (경북대학교) ,  박제훈 (경북대학교) ,  하재철 (나사렛대학교) ,  이성재 (한국정보보호진흥원) ,  문상재 (경북대학교)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

스마트카드에 내재된 암호 알고리즘이 이론적으로 안전하더라도 실제 구현 환경에 따라 사이드 채널 공격에 취약하다는 사실이 근래에 알려졌다. 본 논문에서는 스마트카드에 구현된 암호 알고리즘의 안전성을 분석할 수 있는 툴을 직접 개발하여 현재 상용 중인 칩을 탑재한 스마트카드에 사이드 채널 공격 중 가장 강력한 공격 방법으로 알려진 전력분석공격과 오류주입공격을 적용하여 안전성 분석을 하였다. 전력분석공격은 대칭키 암호 시스템에 적용하기 쉬운 차분전력분석 공격을 SEED와 ARIA에 대해서 적용하였고, 오류주입공격은 스마트카드의 동작 클럭과 전원을 차단하는 방법으로 CRT기반의 RSA에 적용하였다. 공격 결과 대상 대응책이 없는 경우의 전력분석공격은 가능하지만 오류주입공격은 칩 내부에 사전 방어대책이 마련되어 있어 사이드 채널 공격에 안전했다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Although the cryptographic algorithms in IC chip such as smart card are secure against mathematical analysis attack, they are susceptible to side channel attacks in real implementation. In this paper, we analyze the security of smart card using a developed experimental tool which can perform power a...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • II장에서는 사이드 채 널 공격 실험에 사용된 암호 알고리즘에 따른 사이드 채널 공격 방법에 대해서 살펴본다. 그리고 AES나 RSA 그리고 최근의 ARIA에 적용되었던 방어 대책 에 대해 간략하게 살펴본다. m장에서는 개발된 사이 드 채널 공격 분석 도구를 소개하겠다.
  • 따라서 본 논문에서는 개별 구현 모듈에 대한 사이 드 채널 공격에 대한 안전성을 신속하고, 정확하게 판 단할 수 있는 현실적인 대안으로, 전력분석공격뿐만 아니라, 칩의 동작 클럭 및 전원을 차단하여 생성한 오류 신호로 실제 오류주입공격을 수행할 수 있는 하 이브리드 형태의 사이드 채널 공격 분석 도구를 개발 하였다. 그리고 이 도구를 이용하여 사이드 채널 공격 을 현재 상용 중인 칩 (실험에는 특정회사의 칩을 사용 하였으나 칩은 제조사마다 다른 물리적 특성과 개발 환경을 가지므로 특정 제조사명은 기술하지 않았음)을 탑재한 스마트카드에 적용하여 안전성 분석을 하였다.
  • 그러나 전력분석공격 은 비교적 구현이 쉬워 실제적인 연구가 많이 이뤄진 반면에, 오류주입공격은 구현에 어려움이 있어 실제 적용한 사례는 드물었다. 따라서 본 논문에서는 전력 분석공격뿐만 아니라, 오류주입공격까지 실제 적용이 가능하여 정보보호장치의 안전성을 효율적으로 검증 하고 분석할 수 있는 하이브리드 형태의 사이드 채널 분석 도구를 직접 개발하였다. 개발된 툴은 암호 알 고리즘 수행 시 발생하는 누수 전력을 스마트카드 칩 과 리더기 접지 사이에 연결된 저항에서 측정하여 전 력분석공격을 수행할 수 있다.
  • 본 장에서는 개별 모듈에 대한 사이드 채널 공격 여부를 판단할 수 있는 사이드 채널 공격 분석 도구 에 대해서 소개하겠다. 이 도구는 기존의 연구를 통해서 강력한-사이드 채널 공격으로 알려진 전력분석 공격과 오류주입공격을 수행할 수 있다.
  • 본 장에서는 사이드 채널 공격 실험에 사용된 SEED와 ARIA에 대한 차분전력분석 공격과 CRT 기반 RSA 암호 알고리즘에 대한 오류주입공격 방법에 대해서 설명하겠다. 그리고 현재까지 대칭키 암호 알고리듬 등에 적용된 차분전력분석공격의 대응 방법과 오류주입공격에 대한 대응 방법을 간략히 살펴본다.
  • 오류를 주입하는 방법은 여러 가지가 있는데, 여 기서는 전압, 클럭, 빛을 이용한 방법 등에 대해서 알아보겠다.

가설 설정

  • ARIA 面 에 대한 차분전력분석공격은 SEED와 마찬가지로 해밍웨이트 모델을 기본 가정으로 하고, 공격자는 각 라운드의 결과 값이 저장되는 시점을 알 고 있다고 가정한다. ARIA는 각 라운드마다 메시지 와 라운드 키를 X0R 연산 후 수행되는 S-Box 연산 부분이 차분전력분석공격에 취약하다.
  • SEED⑹ 에 대한 차분전력분석공격은 해밍웨이트 모델을 기본 가정으로 하고 있으며, 각 라운드의 결과 값이 저장되는 시점을 알고 있다고 가정한다. SEED는 그림 1의 &계산과정에서 공격자가 F 함 수의 입력과 출력을 알고 있으면 라운드 키를 구할 수 있으므로 차분전력분석공격에 취약하다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (19)

  1. J. Keley, B. Schneier, D. Wagner and C. Hall, 'Side Channel Cryptanalysis of Product Cipher', in Proceedings ESORICS '98, pp.97-100, Springer-Verlag, Sep. 1998 

  2. P. Kocher, J. Jaffe and B. Jun, 'Differential power analysis', Advances in Cryptology - CRYPTO'99, LNCS 1666, pp.388-397, 1999 

  3. L. Goubin and J. Patarin, ' DES and Differential Power Analysis - The Duplication Method,' CHES 1999, LNCS 1717, pp.158-172, Springer, 1999 

  4. M. Akkar and C. Giraud, 'An implementation of DES and AES, secure against some attacks,' in proceedings of CHES2001, LNCS 2162, pp.309-318, Springer-Verlag, 2001 

  5. E. Oswald and K. Schramm, 'An Efficient Masking Scheme for AES Software Implementation,' WISA 2005, LNCS 3786, pp.292-305, 2006 

  6. Korea Information Security Agency, 'Block Cipher Algorithm SEED', http://www.kisa.or.kr/seed/seed_eng.html 

  7. HyungSo Yoo, ChangKyun Kim, Jae Cheol Ha, SangJae Moon and IlHwan Park, 'Side Channel Cryptanalysis on SEED', WISA 2004, LNCS 3325, pp. 411-424, 2005 

  8. D. Kwon, J. Kim, S. Park, S. Sung, Y. Sohn, J. Song, Y. Yeom, E. Yoon, S. Lee, J. Lee, S. Chee, D. Han and J. Hong, 'New block cipher : ARIA', ICISC '03, LNCS 2971, pp.432-445, 2003 

  9. J. Ha, C. Kim, , S. Moon, I. Park and H. Yoo, 'Differential Power Analysis on Block Cipher ARIA', HPCC' 05, LNCS 3726, pp.541-548, 2005 

  10. 유형소, 하재철, 김창균, 박일환, 문상재, '랜덤 마스킹 기법을 이용한 DPA 공격에 안전한 ARIA 구현', 정보보호학회논문지, 제 16권 제 2호, pp129-139, 2006 

  11. M. Joye, A.K. Lenstra, and J.-J.Quisquater, 'Chinese remaindering based cryptosystems in the presence of faults', Journal of Cryptology, 12(4), pp. 241-245, 1999 

  12. A. Lenstra, 'Memo on RSA Signature Generation in the Presence of Faults,' Sept. 28, 1996 

  13. A. Shamir, 'How to check modular exponentiation,' presented at the rump session of EUROCRYPT '97, 1997 

  14. C. Kim, J. Ha, S. Kim, S. Kim, S. Yen and S. Moon, 'A Secure and Practical CRT-Based RSA to Resist Side Channel Attacks', ICCSA '04, LNCS 3043, pp.150-158, 2004 

  15. C. Aumuller, P. Bier, W. Fischer, P. Hofreiter, and J.-P. Seifert, 'Fault attacks on RSA with CRT: Concrete results and practical countermeasures,' CHES'02, LNCS 2523, pp.260-275, 2003 

  16. J.F. Dhem and N. Feyt, 'Hardware and software symbiosis helps smartcard evolution,' In IEEE Micro 21, pp. 14-25, 2001 

  17. D. Boneh, R.A. DeMillo, and R.J. Lipton, 'On the importance of checking cryptographic protocols for faults,' In Advances in Cryptology - EUROCRYPT '97, LNCS 1233, PP. 37-51, Springer-Verlag, 1997 

  18. R. Anderson and M. Kuhn, 'Low cost attacks on tamper resistant devices', LNCS 1361, pp.125-136, 1997 

  19. Sergei P. Skorobogatov, Ross J. Anderson 'Optical Fault Induction Attacks', CHES '02, LNCS 2523, pp. 2-12, Springer-Verlag, 2002 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

FREE

Free Access. 출판사/학술단체 등이 허락한 무료 공개 사이트를 통해 자유로운 이용이 가능한 논문

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로