저메모리 기반의 산술 마스킹에서 불 마스킹 변환알고리즘
An Algorithm for Switching from Arithmetic to Boolean Masking with Low Memory
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초록
전력 분석 공격은 공격자가 암호 알고리즘이 수행되는 동안 발생하는 전력 신호를 분석하여 비밀정보를 알아내는분석 기법이다. 이러한 부채널 공격의 대응기법으로 널리 알려진 방법 중 하나는 마스킹 기법이다. 마스킹 기법은크게 불 마스킹 형태와 산술 마스킹 형태의 두 종류로 나뉜다. 불 연산자와 산술 연산자를 사용하는 암호 알고리즘의 경우, 연산자에 따라 마스킹의 형태를 변환하는 알고리즘으로 마스킹 기법을 적용 가능하다. 본 논문에서는 기존의 방식보다 더 적은 비용의 저장 공간을 이용하는 산술 마스킹에서 불 마스킹 변환 알고리즘을 제안한다. 제안하는변환 알고리즘은 마스킹의 최하위 비트(LSB)의 경우 불 마스킹과 산술 마스킹이 같음을 이용하여 변환하려는 비트크기와 같은 크기만큼 저장 공간을 사용하여 참조 테이블을 구성한다. 이로 인해 기존의 변환 알고리즘과 비교해 성능 저하 없이 더 적은 비용으로 변환 알고리즘을 설계할 수 있다. 추가로 제안하는 기법을 LEA에 적용하여 기존의기법보다 최대 26.2% 성능향상을 보였다.
Abstract
Power analysis attacks are techniques to analyze power signals to find out the secrets when cryptographic algorithm is performed. One of the most famous countermeasure against power analysis attacks is masking methods. Masking types are largely classified into two types which are boolean masking and arithmetic masking. For the cryptographic algorithm to be used with boolean and arithmetic masking at the same time, the converting algorithm can switch between boolean and arithmetic masking. In this paper we propose an algorithm for switching from boolean to arithmetic masking using storage size at less cost than ones. The proposed algorithm is configured to convert using the look-up table without the least significant bit(LSB), because of equal the bit of boolean and arithmetic masking. This makes it possible to design a converting algorithm compared to the previous algorithm at a lower cost without sacrificing performance. In addition, by applying the technique at the LEA it showed up to 26 percent performance improvement over existing techniques.
참고문헌 (17)
- P. Kocher, "Differential power analysis", CRYPTO’9, pp.388~397 (1999), Springer-Verlag
- Kocher, Paul C, "Timing attacks on implementations of Diffie-Hellman, RSA, DSS, and other systems", Advances in Cryptology—CRYPTO’96 (1996), Springer Berlin Heidelberg
- Örs, Siddika Berna, "Power-Analysis Attack on an ASIC AES implementation", Information Technology: Coding and Computing, 2004. Proceedings. ITCC 2004. International Conference on, pp.2004~ (2004), IEEE
- Agrawal, Dakshi, "The EM side—channel (s)", Cryptographic Hardware and Embedded Systems-CHES 2002, pp.29~45 (2003), Springer Berlin Heidelberg
- Gandolfi, "Electromagnetic analysis: Concrete results", Cryptographic Hardware and Embedded Systems—CHES 2001 (2001), Springer Berlin Heidelberg
- "ISO", IEC 15408-1, 3, “Common Criteria for Information Technology Security Evaluation,” Ver. 3.1, Revision 4, 2012[DOI]
- "FIPS-140 -3: DRAFT Security Requirements for Cryptographic Modules (Revised Draft)", NIST, ~ (2013)
- "Integrated Circuit Card Specifications for Payment Systems", EMVCo, ~ (2012)
- E. Oswald, "“An Efficient Masking Scheme for AES Software Implementations,” WISA 2005", LNCS, 3786, pp.292~305 (2006), Springer
- J. Bl¨omer, "“Provably Secure Masking of AES,”SAC2004", LNCS, 3357, pp.69~83 (2005), Springer
- Thomas S. Messerges, "Power Analysis Attacks and Countermeasures for Cryptographic Algorithms", Ph.D, pp.2000
- Jean-Sébastien Coron, "“On Boolean and Arithmetic Masking against Differential Power Analysis,” CHES 2000", Lecture Notes in Computer Science, 1965, pp.231~237 (2000)
- Louis Goubin, "“A Sound Method for Switching between Boolean and Arithmetic Masking,” CHES 2001", Notes in Computer Science, 2162, pp.3~15 (2001)
- Coron, Jean-Sébastien, "Fast Software Encryption" (2015), Springer Berlin Heidelberg
- Coron, Jean-Sébastien, "A new algorithm for switching from arithmetic to boolean masking", Cryptographic Hardware and Embedded Systems-CHES 2003, pp.89~97 (2003), Springer Berlin Heidelberg
- Debraize, Blandine, "Efficient and provably secure methods for switching from arithmetic to boolean masking", Cryptographic Hardware and Embedded Systems–CHES2012, pp.107~121 (2012), Springer Berlin Heidelberg
- J. Park, "128-Bit Block Cipher LEA", TTAK.KO-12.0223, ~ (2013)