보안 디버깅을 위한 경량 스트림 암호화 시스템 설계 및 검증
Design and Verification of a Lightweight Stream Cipher System for Secure Debugging
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초록
본 논문에서는 디버깅 과정에서 발생할 수 있는 보안 취약점을 방지하기 위해 JTAG 신호 기반 디버깅 시스템에 스트림 암호화기법을 적용한 보안 아키텍처를 제안하고 이를 하드웨어로 구현하였다. 제안된 아키텍처는 경량 스트림 암호 알고리즘인 Trivium을이용해 디버깅 데이터(TDI, TDO)를 실시간으로 암호화 및 복호화함으로써 정보 유출을 방지한다. 또한, 스트림 키와 초기화 벡터의 동기화 절차를 포함한 보안 디버깅 시퀀스를 정의하고, 디버거와 디버그 코어 간의 상호 통신을 FPGA 기반 환경에서 구현 및검증함으로써 시스템의 동작 가능성과 보안성을 확인하였다.
Abstract
In this paper, a secure debugging architecture based on the Trivium stream cipher is proposed and implemented in hardware. The proposed architecture performs real-time encryption and decryption of JTAG signals (TDI and TDO) to protect sensitive information during debugging. It defines a secure debugging sequence that synchronizes the stream key and initialization vector between the debugger and the target device. The architecture is designed to be lightweight and incurs minimal hardware overhead. The hardware was implemented on an FPGA and successfully verified in an SoC-level debugging environment.