Earticle

위성통신은 상공에 있는 인공위성으로 통신하는 방식으로 고속 대용량 전송이 가능하며, 통신 구역이 넓다는 장점이 있는 반면 정보 의 보안성이 없다는 단점이 있다. 이를 보완하기 위해 AES 암호화를 CTR과 CBC 모드를 적용하였다. 또한, 송신기와 수신기 사이에 나무나 건물 등의 장애물로 인해 발생하는 영향을 알아보기 위해 Markov chain을 이용하여 Blockage channel을 Urban과 Open 환경 으로 구성하였다. 위성통신 고속링크 기반의 시뮬레이션을 통해 성능을 분석해 본 결과, 암호화를 적용한 경우 보안성은 보완되나 BER의 성능이 악화됨을 보였고, 장애물이 적은 Open 환경에서 장애물이 많은 Urban 환경보다 BER 성능이 향상됨을 확인하였다.

Satellite communication is high-speed large-capacity transmission in such a manner as to communicate with satellites in the chamber, and there is a wide area communication, but is not the security of the information. To compensate for this, AES encryption was applied to the CTR and CBC mode. Also, Blockage channel using a Markov chain to determine the impact caused by obstacles such as trees or buildings between the transmitter and the receiver was composed of Urban and Open Environment. The results of analyzing the performance of satellite communications over a high-speed link-based simulation, If applying encryption, performance of security is complementary but performance of the BER was aggravated and In the Open Environment fewer obstacles confirmed the BER performance is improved than the Urban Environment many obstacles.

본 논문에서는 미국 NIST(National Institute of Standards & Technology)의 AES(Advanced Encry-ption Standard) 선정기준 중 안전성 평가인 난수검정에 대하여 고찰하고자 한다. 암호 알고리즘의 안전성 평가는 입출력문과 키의 크기, 평문과 암호문 및 키와 암호문의 상관성, 평문과 키의 변화에 따르는 암호문의 변화 그리고 구조적 특이성 등이 고려대상이 된다. 주어진 암호 알고리즘에 대한 안전성 필요충분조건 만족여부를 평가하는 것은 어려우며 객관적인 평가를 위해서는 정량적인 평가결과가 도출되어야 한다. 본 논문에서는 NIST에서 실시한 AES 안전성 평가항목들과 기준에 대하여 고찰하며, 국내 암호 알고리즘 표준인 SEED등 여러 암호 알고리즘과 난수발생기를 AES 평가기준에 맞추어 새롭게 분석해 보고자 한다.

In this paper, we investigate criteria for evaluating cryptographic strength based on randomness testing of the advanced encryption standard candidates, which have conducted by NIST(National Institute of Standards & Technology). It is difficult to prove that a given cryptographic algorithm meets sufficient conditions or requirements for provable security. The statistical testing of random number generators is one of methods to evaluate cryptographic strength and is based on statistical properties of random number generators. We apply randomness testing on several cryptographic algorithms that have not been tested by NIST and find criteria for evaluating cryptographic strength from the results of randomness testing. We investigate two criteria, one is the number of rejected samples and the other is the p-value from p-values of the samples.

정보통신 기술 발전에 따른 데이터 보안 위협의 상승에 대비하기 위하여 유도탄 점검 장비에 저장된 자료의 안전성을 보장할 수 있는 기술은 중요하다. 이를 위하여 자료가 누출 되더라도 복원할 수 없게 데이터 저장 시 암호화를 수행하여야 하고, 해당 데이터를 복호화한 후에도 무결성이 보장되어야 한다. 본 논문에서는 데이터 저장 시 대칭키 암호시스템인 AES 알고리즘을 유도탄 점검장비에 적용하고, 각 AES의 각 비트 별 데이터 양에 따른 암호화 복호화 시간을 측정하였다. 또한 기존 점검 시스템에 AES Rijndael 알고리즘을 구현하여 암호화 수행으로 인한 영향을 분석하였고 제안한 암호화 알고리즘을 기존 시스템에 적용하는 것이 적합한지 확인 하였다. 용량별 / 알고리즘 비트수별로 분석한 결과 제안한 알고리즘 적용이 시스템 운용에 영향 없음을 확인하였고, 최적의 알고리즘을 도출할 수 있었다. 추가로 복호화 결과를 초기 데이터와 비교하였고, 해당 알고리즘이 데이터 무결성을 보장할 수 있음을 확인할 수 있었다.

In order to prepare for the rise of data security threats caused by the information and communication technology, technology that can guarantee the stability of the data stored in the missile test set is important. For this purpose, encryption should be performed when data is stored so that it cannot be restored even if data is leaked, and integrity should be ensured even after decrypting the data. In this paper, we apply AES algorithm, which is a symmetric key cryptography system, to the missile test set, and Encrypt and decrypt according to the amount of data for each bit of each AES algorithm. We implemented the AES Rijndael algorithm in the existing inspection system to analyze the effect of encryption and apply the proposed encryption algorithm to the existing system. confirmation of suitability. analysis of capacity and Algorithm bits it is confirmed that the proposed algorithm will not affect the system operation and the optimal algorithm is derived. compared with the initial data, we can confirm that the algorithm can guarantee data undulation.

디지털 이미지의 무결성은 데이터의 신뢰성과 안전성을 보장하는 핵심 요소이다. 이미지 변조는 허위 정보 유포 및 디지털 콘텐츠 신뢰성 저하 등의 문제를 초래할 수 있다. 본 연구는 공간 영역 블록 기반 취약 워터마킹 기법을 활용하여 이미지 무결성을 보장하는 방법을 제안하며, 원본 워터마크는 AES(Advanced Encryption Standard) 암호화를 적용해 보안성을 강화하였다. 변조가 발생 시 워터마크 손상을 통해 변조 여부와 위치를 효과적으로 탐지할 수 있으며, 피크 신호 대 잡음비(Peak Signal-to-Noise Ratio, PSNR) 및 구조적 유사도(Structural Similarity Index Measure, SSIM)를 유지하여 이미지 품질을 보장한다. 이미지의 임의의 영역에 변조를 가하는 공격을 적용한 결과 높은 참 탐지율(True Detection Rate, TDR)을 달성하여 강력한 변조 탐지 성능을 입증하였다. 본 연구는 디지털 이미지의 무결성과 보안을 동시에 확보하는 방법을 제시한다.

The integrity of digital images is a key factor in ensuring the reliability and security of data.. Image tampering can lead to issues such as the spread of false information and a reduced trust in digital content. In this work, a method to ensure image integrity using a block-based fragile watermarking technique in the spatial domain, where is encrypted using the AES(Advanced Encryption Standard) algorithm to enhance security. If tampering occurs, the embedded watermark is damaged, allowing for effective detection of both the tampering occurrence and its location. The proposed method ensures image quality by maintaining the Peak Signal-to-Noise Ratio(PSNR) and Structural Similarity Index Measure(SSIM). Experimental results show that it achieves a high True Detection Rate(TDR) even when subjected to attacks involving tampering in random regions of image, proving its strong tamper detection performance. We proposed a method to ensure both the integrity and security of digital images.

본 논문은 새로운 8-비트 AES (advanced encryption standard) 암호회로 설계를 제안한다. 대부분 8-비트 AES 암호회로는 성능을 희생시켜 하드웨어 크기를 줄인다. 제안한 AES는 2개의 분리된 S-box들을 갖고, 라운드 연산과 키 생성을 병렬로 연산함으로써, 고속 암호 연산이 가능하다. 제안된 AES 구조의 동작 실험 결과, 제안된 AES-128 구조의 최대 연산 지연은 13.0ns의 크기를 갖고, 77MHz의 최대 동작 주파수로 동작함을 확인하였다. 제안된 AES 구조의 성능은15.2Mbps가 된다. 결론적으로, 제안된 AES의 성능은 기존 8-비트 AES 구조에 비해 1.54배 향상된 성능을 갖고, 회로크기 증가는 1.17배 증가로 제한된다. 제안된 8비트 구조의 AES-128은 8비트 연산 구조 채택에 따른 성능 감소를 줄이면서 저면적 회로로 구현된다. 제안된 8비트 AES는 고속 동작이 필요한 IoT 어플리케이션에 활용될 것으로 기대된다.

This paper presents new 8-bit implementation of AES. Most typical 8-bit AES designs are to reduce the circuit area by sacrificing its throughput. The presented AES architecture employs two separated S-box to perform round operation and key generation in parallel. From the simulation results of the proposed AES-128, the maximum critical path delay is 13.0ns. It can be operated in 77MHz and the throughput is 15.2 Mbps. Consequently, the throughput of the proposed AES has 1.54 times higher throughput than the other counterpart although the area increasement is limited in 1.17 times. The proposed AES design enables very low-area design without sacrificing its performance. Thereby, it can be suitable for the various IoT applications that need high speed communication.

데이터베이스는 중요한 정보를 저장·관리하는 핵심 IT 자산이며, 이를 보호하기 위한 대표적인 기술 중 하나가 암호화 기 술이다. 본 연구에서는 AES, RSA, 그리고 두 방식을 결합한 하이브리드 암호 시스템을 구현하고, 데이터베이스(MySQL, SQLite)와 데이터 유형(텍스트, 이미지)에 따른 암·복호화 성능을 비교 및 분석하였다. 특히, 텍스트 데이터셋(FIFA, Top5) 및 이미지 데이터셋(GTSRB, Chest_xray)을 사용하여 데이터 특성과 크기에 따른 성능 차이를 실험적으로 평가하였다. 실험 결 과, AES는 모든 조건에서 가장 짧은 처리 시간과 낮은 메모리 사용량을 보였으며, 하이브리드 방식은 중간 수준, RSA는 가장 낮은 성능을 나타냈다. 데이터 유형별로는 텍스트가 이미지보다 일관되게 빠르고 경량이었고, 데이터베이스별로는 SQLite가 MySQL보다 전반적으로 우수했다. 이러한 경향은 알고리즘 구조, 데이터 처리 과정의 복잡성, DBMS의 동작 방식 차이에 기 인한다. 본 연구의 성능 비교 결과는 데이터베이스 보안 기능 구현 시 효율적인 암호화 방식 선택을 위한 근거를 제공하며, 제 안한 하이브리드 방식은 보안성과 성능의 균형을 위한 실질적 참고 자료가 될 수 있다.

A database is a core IT asset for storing and managing critical information, and encryption is one of the representative technologies for its protection. This study implements AES, RSA, and a hybrid cryptosystem combining the two methods and compares and analyzes their encryption and decryption performance across different databases (MySQL and SQLite) and data types (text and image). In particular, the performance differences according to data characteristics and sizes were experimentally evaluated using text datasets (FIFA, Top5) and image datasets (GTSRB, Chest_xray). Experimental results show that AES consistently achieved the shortest processing time and lowest memory usage under all conditions, the hybrid approach demonstrated intermediate performance, and RSA exhibited the lowest performance. Text processing was consistently faster and lighter than image processing, whereas SQLite outperformed MySQL. These trends can be attributed to differences in the algorithm structure, complexity of data processing, and operational mechanisms of the DBMSs. The performance comparison results of this study provide a basis for selecting efficient encryption methods when implementing database security features, and the proposed hybrid approach can serve as a practical reference for balancing the security and performance.

This paper proposes an encryption-based keyboard protection method to safeguard user input from keylogging attacks. Keylogging is a hacking technique that intercepts keyboard input to steal sensitive information, and traditional detection-based defenses alone have limitations in countering the evolution of keyloggers. To address this issue, we introduce a kernel-user integrated security architecture that combines a filter driver with a security module. In the proposed method, when a user initiates keyboard input, the filter driver encrypts the input using the AES-128 ECB algorithm and transmits the encrypted data to the user-space security module. The security module then decrypts the data and relays it to the application, ensuring secure keyboard input handling. This encryption-decryption process prevents keyloggers from retrieving the original information, even if they intercept the encrypted keystrokes. Our proposed method operates automatically in the background, minimizing impact on user experience and eliminating the inconvenience of alternatives like virtual keyboards. This approach guarantees secure keyboard input without the need for detection-based keylogging defenses, thereby enhancing both user convenience and security. The study offers an effective security solution to prevent data leakage from keylogging attacks and can be applied across various application environments.

Based on research about network mobility, this paper analyzes the security requirements of internet of things and wireless network based on 6LoWPAN, and designs the security architecture based on 6LoWPAN network, especially for the frequent mobile handoff access and data multi-hop forwarding. The access authentication scheme and data encryption method are designed and implemented based on 6LoWPAN mobile switching. Through comparing with non-symmetric encryption and symmetric encryption, AES pre-shared key encryption scheme is determined to use for 6LoWPAN, and is compared with typical cryptographic algorithms on internet of things platform and Contiki operate system. In experiment, the lightweight security of IoT mobile communication is realized on CC2530 nodes, including the advanced encryption standard, the payload encryption of network data packet and wireless nodes access authentication. Security architecture for mobile switching scenarios are verified, the feasibility of proposed scheme is confirmed.

A comparison of two encryption standards, 3DES and AES is presented. It may seem that DES is insecure and no longer of any use, but that is not the case since the DES and 3DES algorithms are still beyond the capability of most attacks in the present day. However, the power of computers is increasing and stronger algorithms are required to face hacker attacks. AES has been designed in software and hardware and it works quickly and efficiently, even on small devices such as smart phones. With a large block size and a longer keys, AES will provide more security in the long term.

In today’s scenario security of data is very big challenge in any communication. Numerous data security and hiding algorithms have been developed in the last decade. The Digital image Steganography is science of hiding sensitive information in another transmission medium to achieve secure and secret communication. In this paper we present the dual layer of security to the data, in which first layer is to encode data using Least Significant Bit image steganography method and in the second layer encrypt the data using Advance Encryption Standard Algorithm. Steganography does not replace the encryption of data, instead it provides extra security feature to it. In our work secret text message is hiding behind the digital image file and this image file is then encrypted using AES encryption algorithm.

Electronic commerce, commonly known as eCommerce is trade in products using the internet. Security at the e-commerce becomes more and more important. Electronic transaction security is a challenging task because of the insecure communication channel. In this paper, we proposed a new algorithm to make an e commerce transaction more secure. In this work we are using AES to encrypt data and this data is embedded to image edges to perform Stenography in this paper target on compress the time of encryption and decryption adopting parallel processing on which AES will be applied freely. In the results show the comparison between our work and previous work and we found that parallel processing and multi threading on the AES algorithm our results are quite improved, our proposed algorithm is taking much less time in encrypt and embedding or decrypt and extraction.

본 논문에서는 C# 언어를 이용하여 CCTV 영상보안 시스템의 효율적인 구현을 제안한다. 제안한 방법에서는 AES 알고리듬의 각 라운드 과정에서 요구되는 지연시간의 최소화를 위한 합성체 기반의 S-Box를 설계하고, 이를 기반 으로 한 영상보안 시스템을 GF(((22)2)2) 상에서 구현한다. 또한, 메모리 공간의 최소화를 위해서 각 라운드 변환 및 키 스케쥴링 과정에서 필요한 S-Box를 공동으로 사용하도록 설계한다. 성능평가를 통하여 기존의 방법 보다 제안한 방법이 보다 효율적임을 확인하였다. 제안한 CCTV 영상보안 시스템은 Visual Studio 2010을 사용하여 C# 언어로 구현하였다

In this paper, an efficient implementation of AES encryption algorithm is presented for CCTV image security using C# language. In this approach, an efficient S-Box is first designed for reducing the computation time which is required in each round process of AES algorithm, and then an CCTV image security system is implemented on the basis of this algorithm on a composite field GF(((22)2)2). In addition, the shared S-Box structure is designed for realizing the minimized memory space, which is used in each round transformation and key scheduling processes. Through performance evaluation, it was confirmed that the proposed method is more efficient than the existing method. The proposed CCTV system in C# language using Visual studio 2010.

본 논문에서는 효율적인 AES 암호화를 위한 곱셈역원 연산기인 S-Box 설계를 제안한다. 제안한 방법은 먼저, 합성체 기반의 개선된 S-Box 모듈을 설계하고, 다단 파이프라인(multi-stage pipeline) 구조의 S-Box의 성능을 평가 한다. 제안하는 S-Box 모듈에서의 곱셈역원 연산은 조합 논리로 구성되기 때문에 하드웨어 부담이 감소되고 처리 속도 가 개선된다. 논리합성을 통하여 3-단 파이프라인 구조의 S-Box 의 경우, 기존 방법[3]과의 연산속도 비교에서 약 28% 정도 개선됨을 보인다. 본 논문에서 제안한 개선된 S-Box는 Verilog-HDL을 사용하여 혼합 레벨에서 모델링을 행하였 으며, Xilinx ISE 14.7툴을 사용하여 Spartan 3s1500l FPGA 상에서 합성을 수행하였다. 그리고 타이밍 시뮬레이션 (ModelSim PE 10.3 사용)을 통하여 설계된 S-Box가 정상적으로 동작함을 확인하였다.

This paper proposes the design of an advanced S-Box for calculating multiplicative inverse in AES encryption process. In this approach, advanced S-box module is first designed based on composite field, and then the performance evaluation is performed for S-box with multi-stage pipelining architecture. In the proposed S-Box architecture, each module for multiplicative inverse is constructed using combinational logic for realizing both small-area and high-speed. Through logic synthesis result, the designed 3-stage pipelined S-Box shows speed improvement of about 28% compared to the conventional method[3]. The proposed advanced AES S-Box is performed modelling at the mixed level using Verilog-HDL, and logic synthesis is also performed on Spartan 3s1500l FPGA using Xilinx ISE 14.7 tool.

본 논문은 하드웨어 자원이 제한되는 사물인터넷 시스템의 보안을 위하여 AES 기반의 효율적인 암호화칩 설계를 제안한다. ROM 기반의 S-Box는 메모리를 액세스하는데 많은 메모리 공간이 필요함과 동시에 지연문제가 발생하게 된 다. 제안한 방법에서는 저면적/고성능의 암호화 칩 설계를 위해 합성체 기반의 고속 S-Box를 설계하여 보다 빠른 연산 결과를 얻도록 한다. 또한, 각 라운드 변환과정 및 키 스케쥴링 과정에서 사용되는 S-Box를 공유하도록 설계하여 보다 높은 처리율 및 적은 지연을 갖도록 한다. 설계된 AES 암호프로세서는 Verilog-HDL를 사용하여 회로동작을 기술하였 으며, Xilinx ISE 14.7 툴을 이용하여 논리 합성을 수행하였다. 또한, 설계 검증은 Modelsim 10.3 툴을 이용하였으며, Xilinx XC6VLX75T FPGA 소자를 사용하여 하드웨어 동작을 검증하였다.

The paper proposes the design of AES-based encryption chip for IoT security. ROM based S-Box implementation occurs a number of memory space and some delay problems for its access. In this approach, S-Box is designed by pipeline structure on composite field GF((22)2) to get faster calculation results. In addition, in order to achieve both higher throughput and less delay, shared S-Box are used in each round transformation and the key scheduling process. The proposed AES crypto-processor is described in Veilog-HDL, and Xilinx ISE 14.7 tool is used for logic synthesis by using Xilinx XC6VLX75T FPGA. In order to perform the verification of the crypto-processor, the timing simulator(ModelSim 10.3) is also used.

Objectives: The transmission of medical information is currently a daily routine. Medical information needs efficient, robust and secure encryption modes, but cryptography is primarily a computationally intensive process. Towards this direction, we design a selective encryption scheme for critical data transmission. Methods: We expand the advandced encrytion stanard (AES)-Rijndael with five criteria: the first is the compression of plain data, the second is the variable size of the block, the third is the selectable round, the fourth is the optimization of software implementation and the fifth is the selective function of the whole routine. We have tested our selective encryption scheme by C++ and it was compiled with Code::Blocks using a MinGW GCC compiler. Results: The experimental results showed that our selective encryption scheme achieves a faster execution speed of encryption/decryption. In future work, we intend to use resource optimization to enhance the round operations, such as SubByte/InvSubByte, by exploiting similarities between encryption and decryption. Conclusions: As encryption schemes become more widely used, the concept of hardware and software co-design is also a growing new area of interest.

제안기법은 도래하는 클라우드 환경에서 원격의료 시스템을 위한 PACS에서 전송되는 의료정보의 정형데이터와 비정형 데이터의 안전한 전달을 위해 제안한다. 정형데이터는 의료영상과 같은 민감한 데이터로 AES암호화해 전달하고 비정형데이터는 의료이미지의 일부에서 비식별화를위해 암호화된 모자이크 비식별화기법을 이용해 전달한다. 암호화키의 안전성 평가를 위해 사이즈를 증가해가며 실험한 결과 128비트의 크기가 196, 256의크기로 암호화해도 128키와 큰 차이를 보이지 않음을 증명하였다.

The proposed scheme is proposed secure transmission of fixed data and unstructured data among medical information transmitted in PACS. Unstructured data uses the AES encryption algorithm as sensitive data And transmitted using encrypted mosaic encryption techniques for the non-identification of medical images, which are regular data. In addition, we have experimented with increasing the key size for encryption. As a result, we did not notice any significant difference between 128 - bit size and 128 - key size even when encrypting the size of 196,256.

정보보호 제품의 주요한 역할을 담당하는 암호 모듈의 구현 무결성을 보증하기 위해 많은 연구가 활발히 이루어지고 있다. 하지만 기존의 일반적인 테스팅 방법으로는 구현 무결성에 대해 신뢰하지 못한다. 본 논문에서는 NIST (the US National Institute of Science and Technology)에서 AES(Advanced Encryption Standard)로 제정된 Rijndael 블록암호 모듈을 Verilog로 구현하고 CBMC를 이용하여 새로운 방식의 구현 무결성 평가 방법을 제시하고자 한다.

점점 다양해지는 업무환경과 점차 지능화 되고 있는 사이버 공격 상황에서 기존의 경계 위주의 데이터 보안은 더 이상 효과적이지 않다. 특히 개인정보와 같은 민감한 정보는 암호화하여 저장하거나 전송하여 권한이 인가된 사용자만이 접근할 수 있게 해야 한다. 본 논문에서는 가장 보안성이 뛰어난 AES 대칭키 암호 알고리즘과 SHA-512 기반 해시 알고리즘을 이용하여, 컴퓨터 시스템 내부에 저장된 중요 파일에 대한 암호화 및 복호화 과정의 고유키를 생성하여 기밀성을 제공하도록 하였다. 이를 토대로 생성된 고유키와 시스템키를 비교하여 인가된 사용자만이 안전하게 파일 접근을 보장하는 AES 암호화 파일 기법을 구현한다.

In an increasingly diverse work environment and increasingly intelligent cyber-attacks, the existing perimeter-based data security is no longer effective. In particular, sensitive information such as personal information should be encrypted and stored or transmitted so that only authorized users can access it. In this paper, we use the most secure AES symmetric key encryption algorithm and SHA-512-based hash algorithm to generate a unique key for the encryption and decryption process of important files stored in a computer system to provide confidentiality. Based on this, we implement an AES encryption file technique that ensures that only authorized users can safely access files by comparing the generated unique key with the system key.

넌어드레스(Non-Addressable) 장비는 IP 주소를 포함한 기타 어느 계정을 갖지 않는 통신 보안 장비로서, 해킹을 포함한 허가되지 않은 공격들로부터 원천적으로 단말을 보안할 수 있다. 본 논문에서는 넌어드레스 장비에서 AES 방식으로 데이터를 암/복호화 시 성능을 향상시키기 위한 방법을 제시한다. AES-128, 192, 256에서의 암/복호화 시간, CPU 사용량, 메모리 사용량, 실제 데이터의 전송속도를 비교하여 최선의 설정 방법을 도출한다.

넌어드레스(Non-Addressable) 장비는 IP 주소를 포함한 기타 어느 계정을 갖지 않는 통신 보안 장비로서, 해킹을 포함한 허가되지 않은 공격들로부터 원천적으로 단말을 보안할 수 있다. 본 논문에서는 넌어드레스 장비에서 AES 방식으로 데이터를 암/복호화 시 성능을 향상시키기 위한 방법을 제시한다. AES-128, 192, 256에서의 암/복호화 시간, CPU 사용량, 메모리 사용량, 실제 데이터의 전송속도를 비교하여 최선의 설정 방법을 도출한다.