부채널 공격 저항성을 갖는 이진체 타원곡선 암호 프로세서

Abstract

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.