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중간 일치 분석법에 기반한 AES에 대한 부채널 공격
Side-Channel Attacks on AES Based on Meet-in-the-Middle Technique 원문보기

情報保護學會論文誌 = Journal of the Korea Institute of Information Security and Cryptology, v.19 no.2, 2009년, pp.3 - 9  

김종성 (고려대학교 정보보호연구원) ,  홍석희 (고려대학교 정보보호연구원) ,  이상진 (고려대학교 정보보호연구원)

초록
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본 논문에서는 블록암호 분석기법인 중간 일치 분석법을 이용한 새로운 부채널 공격 방법을 소개한다. 이 공격 기법을 이용하여, 축소 마스킹을 사용하는 미연방 표준 블록암호 AES에 대한 부채널 공격을 소개한다. 즉, 10개 라운드에 축소 마스킹을 사용하는 AES는 기 제안된 4-라운드 중간 일치 함수에 기반한 부채널 공격에 취약함을 보인다. 이는 전체 12-라운드 192-비트 키 AES가 부채널 공격에 안전하기 위해서는 전체 12개의 라운드에 마스킹을 이용해야함을 나타낸다. 본 논문의 결과는 10개 라운드에 축소 마스킹을 사용하는 AES에 대한 첫 분석 결과이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper we introduce a new side-channel attack using block cipher cryptanalysis named meet-in-the middle attack. Using our new side-channel technique we introduce side-channel attacks on AES with reduced masked rounds. That is, we show that AES with reduced 10 masked rounds is vulnerable to si...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한, 〔5〕 는처음과 마지막 3개 또는 4개의 라운드에 마스킹(총 6 개 또는 8개의 라운드에 대한 마스킹)을 사용하는 AES 또한 부채널 공격에 취약함을 보이고, 부 채널 공격에 안전하기 위해서는 최소 10개의 라운드에 마스킹을 사용하여 AES를 구현할 것을 권장하였다. 논문에서는 블록암호 분석 기법인 중간 일치 분석법을 이용한 새로운 부채널 공격 방법을 소개한다. 이 공격 기법을 이용하여 최초로 10개의 라운드에 마스킹을 사용하는 AES에 대한 부채널 공격을 고안하는데 성공하였다.
  • 본장에서는 블록암호 분석 기법 중 하나인 중간 일치 공격〔7〕이 헤밍웨이트 측정값을 이용하는 부 채널 공격으로 확장되는 방법을 최초로 소개한다. 먼저, 〔7〕에 소개된 중간 일치 공격에 대한 r 라운드1) (축소) 블록 암호에 대한 일반적인 공격 방법은 다음과 같다 (re 전체 라운드의 축소 라운드의 수일 수도 있음; 예를 들어 , 전체 12라운드 AES-192 중 r = 7 라운드 공격〔7〕, 즉, 7라운드 공격의 가정은 공격자가 임의의 평문에 대한 7라운드 후의 암호화된 값을 획득할 수 있음).

가설 설정

  • 1.먼저 블록암호의 마지막(r-1) 라운드에 대한 처음 입력의 한 바이트 a와 마지막 출력의 한 바이트 b의 대응함수를 찾는다(의존하는 상수 비트 수에 따라 함수의 개수가 결정됨). 예를 들어, 바이트 a와b가 고정된 바이트 상수값 cl.
  • 1.위의 단계 1과 동일함(대응 함수는 축소 마스킹이 없는 오리지널 블록암호의 (「1) 라운드 함수임).
  • 3.위의 단계 3고 } 동일함(평문 집합 구성시, 마스킹이 없는 오리지널 블록암호에서 수행함).
  • 4.만약 측정한 헤밍웨이트 리스트와 일치하는 함수가 저장 테이블에 존재한다면, 추측한 키를 올바른 키로 출력하고 종료한다. 그렇지 않다면, 단계 2로 돌아가 또 다른 키를 추측하여 단계 2, 3, 4를 수행한다.
  • 5.측정한 헤밍웨이트 리스트가 단계 2에서 저장한 헤밍웨이트 리스트와 일치하는 대응 함수가 존재한다면, 추측한 키를 올바른 키로 줄력한다. 렇지 않으면, 단계 3으로 돌아가 또 다른 키를 추측하여 단계 3, 4, 5를 수행한다.
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참고문헌 (11)

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

  2. M.L. Akkar and L. Goubin, "A generic protection against high-order differential power analysis," FSE 2003, LNCS 2887, pp. 192-205, 2003 

  3. M.L. Akkar, R. Bevan, and L. Goubin,"Two power analysis attacks against 

  4. H. Handschuh and B. Preneel. "Blind differential cryptanalysis for enhanced power attacks,"SAC 2006, LNCS 4356, pp. 163-173,2007 

  5. A. Biryukov and D. Khovratovich, "Two new techniques of side-channel cryptanalysis," CHES 2007, LNCS 477, pp. 195-208, 2007 

  6. J. Daemen and V. Rijmen, The design of Rijndael: AES - the advanced encryption standard. Springer. Mar. 2002 

  7. H. Demirci and A.A. Selcuk, "A meet-in-the-middle attack on 8-round AES," FSE 2008, LNCS 5086, pp. 116-126,2008 

  8. K Schramm and C. Paar, "A collisionattack on AES: combining side channeland differential-attack," CHES 2004, LNCS 3156, pp. 163-175, 2004 

  9. K Schramm and C. Paar, "Higher order masking of the AES," CT-RSA 2006, LNCS3860, pp. 208-225, 2006 

  10. H. Gilbert and M. Minier, "A collision attack on 7 rounds of Rijndael," In the 

  11. RC.-W. Phan and S.M. Yen, ''Amplifying side-channel attacks with techniques from blockcipher cryptanalysis," CARDIS 2006, LNCS 3928, pp. 135-150, 2006 

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