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최근 미국의 국립표준기술연구소(NIST: National Institute of Standards and Technology)는 양자 내성 암호(PQC: Post-Quantum Cryptography, 이하 PQC) 표준화 사업을 진행하여 4개의 표준 암호 알고리즘을 발표하였다. 본 논문에서는 전자서명 분야에서 표준화가 확정된 CRYSTALS-Dilithium 알고리즘을 이용하여 서명을 생성하는 과정에서 동작하는 다항식 계수별 곱셈 알고리즘을 대상으로 비프로파일링 기반 전력 분석 공격인 CPA(Correlation Power Analysis)나 DDLA(Differential Deep Learning Analysis) 공격에 의해 개인 키가 노출될 수 있음을 실험을 통해 증명한다. ARM-Cortex-M4 코어에 알고리즘을 탑재하여 실험 결과, CPA 공격과 DDLA 공격에서 개인 키 계수를 복구할 수 있음을 확인하였다. 특히 DDLA 공격에서 StandardScaler 전처리 및 연속 웨이블릿 변환을 적용한 전력 파형을 이용하였을 때 공격에 필요한 최소 전력 파형의 개수가 줄어들고 NMM(Normalized Maximum Margin) 값이 약 3배 증가하여 공격 성능이 크게 향상됨을 확인하였다.
목차
요약
ABSTRACT
I. 서론
II. 배경 지식
III. Dilithium 비프로파일링 기반 전력 분석 공격
IV. Dilithium 전력 분석 공격 실험
V. 결론
References
참고문헌 (19)
참고문헌 신청
P. Shor, “Polynomial time algorithms for discrete logarithms and factoring on a quantum computer,” SIAM Journal on Computing, Vol. 26, Issue 5, pp. 1484-1509, 1997.
L. Grover, “A fast quantum mechanical algorithm for database search,” ACM symposium on Theory of Computing(STOC’96), pp. 212-219, July. 1996.
D. Moody, G. Alagic, D. Cooper, Q. Dang, T. Dang, J. Kelsey, J. Lichtinger, Y. Liu, C. Miller, R. Peralta, R. Perlner, A. Robinson, D. Smith-Tone and D. Apon, “Status Report on the Third Round of the NIST Post-Quantum Cryptography Standardization Process,
P. Kocher, “Timing attacks on implementations of Diffie-Hellman, RSA, DSS, and other systems,” CRYPTO’96, LNCS 1109, pp. 104-113, Aug. 1996.
D. Genkin, I. Pipman and E. Tromer, “Get your hands off my laptop: physical side-channel key-extraction attacks on PCs,” Journal of Cryptographic Engineering, Vol. 5, Issue 2, pp. 95-112, May. 2015.
L. Grover, “A fast quantum mechanical algorithm for database search,” ACM symposium on Theory of Computing(STOC’96), pp. 212-219, July. 1996.
D. Moody, G. Alagic, D. Cooper, Q. Dang, T. Dang, J. Kelsey, J. Lichtinger, Y. Liu, C. Miller, R. Peralta, R. Perlner, A. Robinson, D. Smith-Tone and D. Apon, “Status Report on the Third Round of the NIST Post-Quantum Cryptography Standardization Process,
P. Kocher, “Timing attacks on implementations of Diffie-Hellman, RSA, DSS, and other systems,” CRYPTO’96, LNCS 1109, pp. 104-113, Aug. 1996.
D. Genkin, I. Pipman and E. Tromer, “Get your hands off my laptop: physical side-channel key-extraction attacks on PCs,” Journal of Cryptographic Engineering, Vol. 5, Issue 2, pp. 95-112, May. 2015.
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