화이트 박스 블록 암호에 대한 최신 암호분석 기술 동향 연구
Recent Trends in Cryptanalysis Techniques for White-box Block Ciphers
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초록
블랙박스 암호는 하드웨어로 구성된 암호화 장치를 기반으로 ‘디바이스와 사용자는 신뢰할 수 있다’는 가정하에 동작하는 암호이다. 그러나 공격자에게 내부 구조가 공개되는 순간 키 추출 등의 다양한 공격이 존재함과 동시에 최근 들어 신뢰할 수 없는 개방형 플랫폼에서 암호 알고리즘을 적용하는 경우가 증가하여 블랙 박스 암호 시스템에 대한 위협은 더욱 커져가고 있다. 그로 인해, 개방형 플랫폼에서 암호 알고리즘을 안전하게 동작하고자 암호화 과정에서 암호 키를 숨김으로써 공격자의 키 유출을 어렵게 하는 화이트 박스 암호화 기술이 제안되었다. 하지만, 이러한 화이트 박스 기반 암호는 기존의 암호와는 다르게 정해진 규격이 존재하지 않아 구조적 안전성을 검증하는 것이 어렵다. 이에 CHES에서는 보다 안전한 화이트 박스 암호 활용을 위해 The WhibOx Contest를 주기적으로 개최하여, 다양한 화이트 박스 암호에 대한 안전성 분석이 수행되었다. 이 중 2016년 Bos가 제안한 Differential Computation Analysis(DCA) 공격법은 현재까지도 안전성 분석에 널리 활용되고 있는 강력한 화이트 박스 블록 암호에 대한 공격 기술에 해당한다. 이에 본 논문은 화이트 박스 암호에 대한 동향을 분석하고, 화이트 박스 블록 암호에 대한 부채널 정보 기반 암호분석 기술인 DCA, HODCA 공격 분석 및 관련 대응 기술 동향을 정리한다.
Abstract
Black box cryptography is a cryptographic scheme based on a hardware encryption device, operating under the assumption that the device and the user can be trusted. However, with the increasing use of cryptographic algorithms on unreliable open platforms, the threats to black box cryptography systems have become even more significant. As a consequence, white box cryptography have been proposed to securely operate cryptographic algorithms on open platforms by hiding encryption keys during the encryption process, making it difficult for attackers to extract the keys. However, unlike traditional cryptography, white box-based encryption lacks established specifications, making it challenging to verify its structural security. To promote the safer utilization of white box cryptography, CHES organizes The WhibOx Contest periodically, which conducts safety analyses of various white box cryptographic techniques. Among these, the Differential Computation Analysis (DCA) attack proposed by Bos in 2016 is widely utilized in safety analyses and represents a powerful attack technique against robust white box block ciphers. Therefore, this paper analyzes the research trends in white box block ciphers and provides a summary of DCA attacks and relevant countermeasures, adhering to the format of a research paper..
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