부채널 공격 저항성을 갖는 이진체 타원곡선 암호 프로세서 (Binary Field Elliptic Curve Crypto-processor with Side-Channel Attack Resistance)

서지정보

· 발행기관 : 한국정보통신학회
· 수록지 정보 : 한국정보통신학회논문지 / 28권 / 2호 / 179 ~ 186페이지
· 저자명 : 김민주, 신경욱

초록

부채널 공격 (side-channel attack; SCA)에 내성을 갖도록 설계된 타원곡선암호 (elliptic curve cryptography; ECC) 프로세서를 소개한다. 무작위 투영 좌표 및 포인트 검증 기법과 함께 x-좌표만 사용하는 몽고메리 래더 알고리듬을 적용하여 고전적인 차동 결함 공격과 무효점 공격은 물론 단순 전력분석 (simple power analysis; SPA), 차동 전력분석 (differential power analysis; DPA) 및 더블링 공격 (doubling attack; DA)을 포함한 다양한 부채널 공격에 강한 이진체 ECC 프로세서를 설계했다. SCA 대응책이 구현된 본 논문의 ECC 프로세서가 SPA 및 DPA 공격에 내성이 있음을 실험적으로 확인했다. SCA 대응책이 구현되지 않은 경우와 비교하여 본 논문의 ECC 프로세서는 FPGA 디바이스의 LUT와 플립플롭이 각각 약 2%와 1% 더 사용되었으며, 점 스칼라 곱셈 연산에 소요되는 클럭 사이클 수는 약 0.13% 증가하여 ECC 프로세서에 구현된 부채널 공격 대응책이 하드웨어 복잡도와 연산 성능에 미치는 영향이 매우 작음이 확인되었다.

영어초록

This paper describes an elliptic curve cryptography (ECC) processor designed to be resistant to side-channel attacks (SCAs). By applying randomized projective coordinates and point validation techniques along with Montgomery ladder algorithm using only x-coordinates, we designed a binary field ECC processor that is robust to various SCAs, including classic differential fault attacks and invalid point attack, as well as simple power analysis (SPA), differential power analysis (DPA), and doubling attack (DA). We experimentally demonstrated that our ECC processor designed with SCA countermeasures is resistant to SPA and DPA attacks. Compared to the design without SCA countermeasures, our ECC processor used 2% more look-up tables (LUTs) and 1% more flip-flops in FPGA device, and the number of clock cycles required for point scalar multiplication increased by about 0.13%, confirming that the SCA countermeasures implemented in the ECC processor have little impact on hardware complexity and performance.

참고자료

· 없음