Side-Channel Analysis Based on Input Collisions in Modular Multiplications and its Countermeasure
YongJe Choi, Dooho Choi, Jaecheol Ha · 정보보호학회논문지 · 2014
전력 분석 공격은 물리적 장치에 내장된 암호 알고리듬을 수행할 때 발생하는 부채널 전력 정보를 이용하여 사용자의 비밀 키를 찾아내는 공격 기법이다. 특히, RSA와 같은 공개 키 암호 시스템에 사용되는 멱승은 수백 번의 모듈라 곱셈으로 이루어져 있는데 이 연산이 전력 분석 공격의 목표가 되어 왔다. 최근에는 동일한 입력을 가지는 두 개의 모듈라 곱셈에서 발생한 전력의 상관 분석을 통해 비밀 키를 추출하는 공격이 제안되었다. 본 논문에서는 모듈라 곱셈의 입력충돌에 기반한 부채널 공격의 원리를 살펴보고 정규화 특성을 갖는 멱승 알고리듬에 대한 취약성을 분석하였다. 또한, 충돌 입력쌍을 이용한 상관 전력 분석 공격을 포함한 기존 부채널 공격에 대응할 수 있는 효율적인 멱승 방법을 제안하고 안전성을 비교 분석하였다. The power analysis attack is a cryptanalytic technique to retrieve an user's secret key using the side-channel power leakage occurred during the execution of cryptographic algorithm embedded on a physical device. Especially, many power analysis attacks have targeted on an exponentiation algorithm which is composed of hundreds of squarings and multiplications and adopted in public key cryptosystem such as RSA. Recently, a new correlation power attack, which is tried when two modular multiplications have a same input, is proposed in order to recover secret key. In this paper, after reviewing the principle of side-channel attack based on input collisions in modular multiplications, we analyze the vulnerability of some exponentiation algorithms having regularity property. Furthermore, we present an improved exponentiation countermeasure to resist against the input collision-based CPA(Correlation Power Analysis) attack and existing side channel attacks and compare its security with other countermeasures.