Earticle

Advances in next-generation wireless network technology is boosting the demand for ultra-low latency and reliable data-transmission technologies. Particularly, industries are adopting robust end-to-end encryption to enhance security. However, the delays inherent in conventional encryption methods make them unsuitable for meeting these demands. Therefore, this paper presents the Shamir secret sharing?partial encryption (SSS?PE) method, which encrypts only the minimal secret fragments within an SSS environment wherein data are distributed and transmitted. Experimental results indicate that SSS?PE improves secrecy throughput by 1.86 times and reduces latency by 1.38 times compared to the Advanced Encryption Standard.

Adopting an encryption function in voice over Wi-Fi service incurs problems such as additional power consumption and degradation of communication quality. To overcome these problems, a partial encryption (PE) algorithm for compressed speech was recently introduced. However, from the security point of view, the partial encryption sets (PESs) of the conventional PE algorithm still have much room for improvement. This paper proposes a new selection method for finding a smaller PES while maintaining the security level of encrypted speech. The proposed PES selection method employs the perceptual evaluation of the speech quality (PESQ) algorithm to objectively measure the distortion of speech. The proposed method is applied to the ITU-T G.729 speech codec, and content protection capability is verified by a range of tests and a reconstruction attack. The experimental results show that encrypting only 20% of the compressed bitstream is sufficient to effectively hide the entire content of speech.

멀티미디어 콘텐츠이 사용이 급증함에 따라 유료 및 비밀유지를 필요로 하는 영상 데이터에 대한 보안문제가 중요시 되고 있다. 본 논문에서는 깊이정보(depth-map) 데이트를 숨기기 위한 깊이정보 영상 암호화 방식을 제안하였다. 이 기법은 깊이정보를 대상으로 웨이블릿 변환을 수행하여 깊이정보의 전체 데이터가 아닌 부분데이터를 암호화하는 방식을 사용하였다. 실험 결과 제안한 방식으로 깊이정보를 암호화 할 경우 전체 데이터량의 0.048%만을 암호화하여 깊이정보를 효과적으로 은닉할 수 있음을 확인하였다.

클라우드 환경에서의 대용량 암호화 데이터 서비스를 위하여 기존의 암호화 알고리즘을 사용할 경우 데이터 암호화에 많은 시간 소요의 문제점이 대두된다. 이러한 단점을 보완하기 위해 일반적으로 부분 암호화 방법을 사용한다. 그러나 기존의 부분 암호화 방법은 암호화되지 않은 잔존 영역으로 인해 암호화된 데이터를 유추할 수 있다는 단점이 존재한다. 본 논문에서는 이러한 단점을 해결하기 위해 암호화 속도를 높이면서 보안을 준수하는 부분 암호화 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 헤더 생성, 부분 암호화, 블록 셔플의 과정으로 구성된다. 1단계 헤더 생성 과정에서는 알고리즘에 필요한 헤더 데이터를 생성하고 2단계 부분 암호화 과정에서는 LEA (Lightweight Encryption Algorithm)를 이용하여 데이터의 일부분을 암호화하고 암호화하지 않은 부분의 데이터와 암호화 과정 중에 생성된 블록을 XOR하여 모든 데이터를 변형시키며, 3단계 블록 셔플 과정에서는 헤더에 저장한 셔플 데이터를 이용하여 블록을 섞어 데이터를 알아볼 수 없는 형태로 바꾸어 암호화를 수행한다. 제안하는 방법을 모바일 디바이스에 적용하여 구현한 결과 암호화한 데이터는 알아볼 수 없는 형태로 모두 바뀌어 데이터를 유추할 수 없었고, 암호 키 없이는 데이터를 복원할 수 없었다. 제안하는 방법은 블록 경량 암호화 알고리즘인 LEA에 비해 암호화 속도가 약 273% 정도 향상되어 대용량 데이터를 암호화하는데 있어 빠른 처리가 가능함을 확인하였다.

In case of using the existing encrypted algorithm for massive data encryption service under the cloud environment, the problem that requires much time in data encryption come to the fore. To make up for this weakness, a partial encryption method is used generally. However, the existing partial encryption method has a disadvantage that the encrypted data can be inferred due to the remaining area that is not encrypted. This study proposes a partial encryption method of increasing the encryption speed and complying with the security standard in order to solve this demerit. The proposed method consists of 3 processes such as header formation, partial encryption and block shuffle. In step 1 Header formation process, header data necessary for the algorithm are generated. In step 2 Partial encryption process, a part of data is encrypted, using LEA (Lightweight Encryption Algorithm), and all data are transformed with XOR of data in the unencrypted part and the block generated in the encryption process. In step 3 Block shuffle process, the blocks are mixed, using the shuffle data stored with the random arrangement form in the header to carry out encryption by transforming the data into an unrecognizable form. As a result of the implementation of the proposed method, applying it to a mobile device, all the encrypted data were transformed into an unrecognizable form, so the data could not be inferred, and the data could not be restored without the encryption key. It was confirmed that the proposed method could make prompt treatment possible in encrypting mass data since the encryption speed is improved by approximately 273% or so compared to LEA which is Lightweight Encryption Algorithm.

클라우드 환경에서의 대용량 암호화 데이터 서비스를 위하여 기존의 암호화 알고리즘을 사용할 경우 데이터 암호화에 많은 시간 소요의 문제점이 대두된다. 이러한 단점을 보완하기 위해 일반적으로 부분 암호화 방법을 사용한다. 그러나 기존의 부분 암호화 방법은 암호화되지 않은 잔존 영역으로 인해 암호화된 데이터를 유추할 수 있다는 단점이 존재한다. 본 논문에서는 이러한 단점을 해결하기 위해 암호화 속도를 높이면서 보안을 준수하는 부분 암호화 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 헤더 생성, 부분 암호화, 블록 셔플의 과정으로 구성된다. 1단계 헤더 생성 과정에서는 알고리즘에 필요한 헤더 데이터를 생성하고 2단계 부분 암호화 과정에서는 LEA(Lightweight Encryption Algorithm)를 이용하여 데이터의 일부분을 암호화하고 암호화하지 않은 부분의 데이터와 암호화 과정 중에 생성된 블록을 XOR하여 모든 데이터를 변형시키며, 3단계 블록 셔플 과정에서는 헤더에 저장한 셔플 데이터를 이용하여 블록을 섞어 데이터를 알아볼 수 없는 형태로 바꾸어 암호화를 수행한다. 제안하는 방법을 모바일 디바이스에 적용하여 구현한 결과 암호화한 데이터는 알아볼 수 없는 형태로 모두 바뀌어 데이터를 유추할 수 없었고, 암호 키 없이는 데이터를 복원할 수 없었다. 제안하는 방법은 블록 경량 암호화 알고리즘인 LEA에 비해 암호화 속도가 약 273% 정도 향상되어 대용량 데이터를 암호화하는데 있어 빠른 처리가 가능함을 확인하였다.

In case of using the existing encrypted algorithm for massive data encryption service under the cloud environment, the problem that requires much time in data encryption come to the fore. To make up for this weakness, a partial encryption method is used generally. However, the existing partial encryption method has a disadvantage that the encrypted data can be inferred due to the remaining area that is not encrypted. This study proposes a partial encryption method of increasing the encryption speed and complying with the security standard in order to solve this demerit. The proposed method consists of 3 processes such as header formation, partial encryption and block shuffle. In step 1 Header formation process, header data necessary for the algorithm are generated. In step 2 Partial encryption process, a part of data is encrypted, using LEA (Lightweight Encryption Algorithm), and all data are transformed with XOR of data in the unencrypted part and the block generated in the encryption process. In step 3 Block shuffle process, the blocks are mixed, using the shuffle data stored with the random arrangement form in the header to carry out encryption by transforming the data into an unrecognizable form. As a result of the implementation of the proposed method, applying it to a mobile device, all the encrypted data were transformed into an unrecognizable form, so the data could not be inferred, and the data could not be restored without the encryption key. It was confirmed that the proposed method could make prompt treatment possible in encrypting mass data since the encryption speed is improved by approximately 273% or so compared to LEA which is Lightweight Encryption Algorithm.

모바일 인터넷 사용자가 급속히 늘어남에 따라 모바일 콘텐츠의 수요도 증가하고 있다. MP3, 온라인 게임, 비디오 클립 등 지적재산권이 있는 유료 콘텐츠를 보호하기 위해 일반적으로 모바일 DRM과 같은 암호화 방식이 적용된다. 하지만, 자원이 제한된 모바일 환경에서 AES 알고리즘 등으로 콘텐츠 전체를 암호화할 경우, 응답시간 지연과 전력소비 증가로 효율적 모바일 콘텐츠 서비스를 제공하기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 모바일 콘텐츠를 고정크기 분할(fragment)들로 나눈 다음 각 분할의 앞 뒤 부분만 암호화하는 효율적인 부분 암호화(partial encryption) 기법을 제안한다. 또한, 부분 암호화로 인한 안전성 감소 가능성을 보완하기 위하여 분할들에 대해 뒤섞기(shuffling)를 적용한다. 제안한 개념을 모바일 DRM 표준 블록 암호화 알고리즘인 AES를 사용하여 ARM 기반 임베디드 보드에서 구현하여 실험하였다.

디지털 콘텐츠가 대용량화됨에 따라, 부분암호화는 디지털 콘텐츠 보호를 위한 하나의 방안이 될 수 있다. 부분암호화 시에 고려해야할 사항 중 하나는 복호화를 위해 암호화된 부분의 정보를 별도로 관리해야하는 것이다. 부분암호화 정보의 관리가 제대로 이루어지지 않을 경우, 데이터가 완벽히 복호화 되지 않거나, 보안위협에 노출될 수 있으며, 데이터 전체를 암호화하는 것보다 오히려 더 많은 비용이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 부분암호화 정보를 안전하고, 효율적으로 관리할 수 있는 의사난수생성기와 진리표를 이용한 부분암호화 기법을 제안한다. 제안하는 방법은 복호화 시에 암호화된 부분의 식별을 위해 의사난수생성기 초기화 값과 진리표만 필요하기 때문에 부분암호화 정보를 관리하는데 용이한 장점이 있다.

인터넷의 확산과 컴퓨터 간 상호연결성의 증대로 디지털 자원에 대한 유통 환경이 급속히 변화함에 따라 디지털 형태의 음악, 화상, 영상물, 출판물 등 멀티미디어 자료에 대한 수요가 급격히 증가하고 있다. 하지만 디지털 저작물은 품질에 대한 손상이 없이 복제가 가능하기 때문에 불법복제 방지를 위한 디지털 저작권 보호문제가 중요한 이슈로 대두되고 있다. 본 논문에서는 기존의 암호화 방법보다 다양한 키를 생성하는 알고리즘을 제안하며, 키 생성 알고리즘을 통해 각각 생성된 랜덤 대칭키를 서버에 저장하지 않는 기존의 시스템보다 보안성이 높은 암호화 방법을 제안한다.

인터넷의 확산과 컴퓨터 간 상호연결성의 증대로 디지털 자원에 대한 유통 환경이 급속히 변화함에 따라 디지털 형태의 음악, 화상, 영상물, 출판물 등 멀티미디어 자료에 대한 수요가 급격히 증가하고 있다. 하지만 디지털 저작물은 품질에 대한 손상이 없이 복제가 가능하기 때문에 불법복제 방지를 위한 디지털 저작권 보호문제가 중요한 이슈로 대두되고 있다. 본 논문에서는 기존의 암호화 방법보다 다양한 키를 생성하는 알고리즘을 제안하며, 키 생성 알고리즘을 통해 각각 생성된 랜덤 대칭키를 서버에 저장하지 않는 기존의 시스템보다 보안성이 높은 암호화 방법을 제안한다.

본 논문에서는 부분 암호화를 위한 키 생성 및 관리 알고리즘의 연구한다. 제안하는 알고리즘에서는 해쉬 트리 구조를 이용하여 적은 양의 해쉬키로부터 다양한 암호화 키를 생성하는 기능을 제공하고 있다. 본 논문에서는 새로운 키 생성 알고리즘을 이용하여 부분 암호화 및 부분 복호화하는 방법을 제시하고 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 분석한다.

A new key generation scheme is proposed to support partial encryption and partial decryption of data in cloud computing environment with a minimal key-related traffic overhead. Our proposed scheme employs a concept of hash tree chain to reduce the number of keys that need to be delivered to the decryption node. The performance of the proposed scheme is evaluated through simulation.

현재 디스크에 파일을 암호화하여 저장하기 위한 다양한 파일 암호화 시스템 및 응용 프로그램들이 존재한다. 하지만 기존의 파일 암호화 솔루션은 암호화 및 복호화를 파일 혹은 디렉터리 단위로 일괄되게 처리한다. 본 연구에서는 파일의 부분적 암호화 기능을 지원하는 시스템 호출을 제안한다. 사용자가 시스템 호출 인터페이스를 사용하여 파일의 부분적 암호화 기능을 설정한 후, 파일의 내용을 쓰면 디스크에 암호화되어 저장된다. 또한 복호화 기능을 설정한 후 파일의 내용을 읽어오면 설정된 내용이 적용되어 필요한 부분만을 복호화 한다. 사용자 설정에 따라 필요한 부분만을 암호화하여 저장매체에 저장함으로써 비밀 수준의 정보들을 효율적이고 안전하게 보관할 수 있다.

There are currently various file encryption systems and applications for encryption and storage of file on disk. However, the existing file encryption solutions handle encryption and decryption all at once by file or directory. In this study, we propose a system call supporting partial encryption function of the file. The user sets the partial encryption of the file by using system call interface, and writes the contents. And then the data is encrypted and stored on the disk. Also if the user sets the decryption and reads the data, the necessary part of data is decrypted by applying the user setting. According to the user setting, only the necessary part is encrypted and stored on a storage medium. As a result, the information in a secret level can be saved efficiently and securely.

최근 인터넷을 이용한 금융거래가 활발해지면서 피싱이나 파밍과 같은 공격을 통한 개인정보 유출 사고가 빈번히 발생하고 있다. 특히 파밍의 경우, 공격자가 DNS 정보를 변조하여 사용자가 올바른 URL을 입력하더라도 악의적 사이트로 컴퓨터가 접속을 하기 때문에 위험성이 매우 높다. 이러한 공격들을 방지하기위하여 여러 연구가 진행되었지만, DNS 정보의 검증을 위한 추가적인 절차를 필요로 하거나 과도한 네트워크 트래픽을 유발할 수 있는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 극복하고자 DNS 리소스 레코드(Resource Record)의 부분 암호화를 이용하여 DNS 변조 공격을 탐지 하는 프로토콜을 제안한다.

현재 디스크에 파일을 암호화하여 저장하기 위한 다양한 파일 암호화 솔루션이 존재한다. 하지만 기존의 파일 암호화 솔루션은 암호화 및 복호화를 파일 혹은 디렉터리 단위로 일괄되게 처리한다. 본 논문에서는 파일의 부분 암호화를 지원하는 시스템 호출을 제안한다. 파일 데이터의 암호화를 원하는 부분에서 사용자는 시스템 호출 인터페이스로 암호화 정보를 설정한다. 그다음 파일 데이터를 쓰면 설정된 내용으로 데이터가 암호화되어 저장된다. 또한 복호화 정보를 설정한 뒤 파일 데이터를 읽어오면, 설정된 정보가 적용되어 필요한 부분만을 복호화 한다. 제안된 시스템 호출을 위해 검사, 관리, 암호화, 복호화, HMAC 모듈이 필요한 시스템 호출에 따라 구성되며, 이는 리눅스 환경에서 구현되었다. 또한 구현된 시스템 호출의 동작을 개발 보드에서 검증하였으며, 그 수행 속도를 측정하여 성능을 분석하였다.

There are currently various file encryption solutions for encrypting and storing files on disk. However, the existing file encryption solutions handle encryption and decryption all at once by file or directory. In this paper, we propose a system call supporting partial encryption function of the file. The user sets the encryption information with the system call interface at a portion where encryption of the file data is desired. And then the user writes file data, the data is encrypted and stored. Also if the user sets decryption information and reads the file data, the necessary part is decrypted by applying the set information. For the proposed system call, It consists of inspection module, management module, encryption module, decryption module, and HMAC module as per required system call. And it was implemented on the Linux environment. Also the operation of implemented system call was verified on the development board, and the performance was analyzed by measuring performance speed.

This paper proposes partial image encryption system for secure transmission of images. Partial image encryption is suitable for real-time processing purpose of multimedia data that needs compression and encryption. Compression part uses modified SPIHT algorithm and encryption part uses AES. Partial image encryption is significant reduction in encryption time in comparison with whole image encryption.

최근 클라우드 기반의 스토리지 서비스가 지속적으로 성장하고 있다. 클라우드 스토리지 서비스는 데이터의 가용성 및 기밀성을 보장하기 위하여 다양한 암호화 방식을 사용한다. 그러나 기존 암호화 방식은 대용량 데이터 전송 시 처리 및 전송 속도가 저하되는 문제점이 발생한다. 이를 개선하기 위하여 파일 특성을 고려한 효율적인 부분 암호화 알고리즘을 설계하였다.

최근 클라우드 기반의 스토리지 서비스가 지속적으로 성장하고 있다. 클라우드 스토리지 서비스는 데이터의 가용성 및 기밀성을 보장하기 위하여 다양한 암호화 방식을 사용한다. 그러나 기존 암호화 방식은 대용량 데이터 전송 시 처리 및 전송 속도가 저하되는 문제점이 발생한다. 이를 개선하기 위하여 파일 특성을 고려한 효율적인 부분 암호화 알고리즘을 설계하였다.