부채널 공격에 대응하는 경량 블록 암호 CHAM 구현을 위한 마스킹 기법 적용 및 분석
Application and Analysis of Masking Method to Implement Secure Lightweight Block Cipher CHAM Against Side-Channel Attack Attacks
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초록
CHAM은 자원이 제한된 환경에 적합하도록 설계된 경량 블록 암호 알고리즘으로서 안전성과 연산 성능면에서 우수한 특성을 보인다. 그러나 이 알고리즘도 부채널 공격에 대한 취약성을 그대로 내재하고 있기 때문에 마스킹 기법과 같은 대응 기법이 적용되어야 한다. 본 논문에서는 32비트 마이크로프로세서 Cortex-M3 플랫폼에서 부채널 공격에 대응하는 마스킹 기법이 적용된 CHAM 알고리즘을 구현하고 성능을 비교 분석한다. 또한, CHAM 알고리즘이라운드 수가 많아 연산 효율이 감소되는 점을 고려하여 축소 마스킹 기법을 적용하여 성능을 평가하였다. 축소 라운드 마스킹이 적용된 CHAM-128/128은 구현 결과 마스킹이 없는 경우에 비해 약 4배 정도의 추가 연산이 필요함을확인하였다.
Abstract
A lightweight block cipher CHAM designed for suitability in resource-constrained environment has reasonable securitylevel and high computational performance. Since this cipher may contain intrinsic weakness on side channel attack, it shouldadopt a countermeasure such as masking method. In this paper, we implement the masked CHAM cipher on 32-bitmicroprosessor Cortex-M3 platform to resist against side channel attack and analyze their computational performance. Basedon the shortcoming of having many round functions, we apply reduced masking method to the implementation of CHAMcipher. As a result, we show that the CHAM-128/128 algorithm applied reduced masking technique requires additionaloperations about four times.
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