KR101869064B1 - 프로파일 기반의 부채널 분석 장치 및 방법 - Google Patents

프로파일 기반의 부채널 분석 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 부채널 분석 시스템에서 파형수집, 전처리, 분석에 이르는 부채널 분석의 각 과정을 프로세스로 만들고, 각 과정을 프로세스의 연결로 관리하는 프로파일을 구성하여, 각 프로세스에서 사용되는 파라미터와 프로세스의 동작 결과물인 각각의 파형을 쉽게 확인할 수 있도록 함으로써, 프로파일의 참조를 통해 파형수집, 전처리, 분석 등의 부채널 분석의 모든 과정을 쉽게 이해할 수 있도록 한다.

Description

프로파일 기반의 부채널 분석 장치 및 방법{SIDE-CHANNEL ANALYZER AND METHOD BASED ON PROFILE}
본 발명은 부채널 분석에 관한 것으로, 부채널 분석 시스템에서 파형수집, 전처리, 분석에 이르는 부채널 분석의 각 과정을 프로세스로 만들고, 각 과정을 프로세스의 연결로 관리하는 프로파일을 구성하여, 각 프로세스에서 사용되는 파라미터와 프로세스의 동작 결과물인 각각의 파형을 쉽게 확인할 수 있도록 함으로써, 프로파일의 참조를 통해 파형수집, 전처리, 분석 등의 부채널 분석의 모든 과정을 쉽게 이해할 수 있도록 하는 프로파일 기반의 부채널 분석 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 부채널 분석(side channel analysis)은 오실로스코프 등의 파형수집 장치를 통해 분석 대상이 되는 장치의 암호 모듈이 동작 시에 발생하는 전력, 전자파 등의 파형을 수집, 전처리, 분석 등을 통하여 해당 장치에서 구동 중인 암호 모듈의 키를 찾아내는 기술이다.
한편, 현재의 부채널 분석(side channel analysis) 시스템들은 파형 중심의 처리를 하고 있다. 파형을 수집, 전처리, 분석하는 데 과정에 있어 각 과정이 진행될 때 마다 각 과정에서는 그 결과를 파형으로 내보내고 있다. 그러나, 위와 같이 각 과정에서의 결과 파형만을 제공하는 경우, 이런 결과 파형들간에 어떤 관계가 있는 지 어떤 순서대로 생성이 되어 있는지, 그리고 각 과정에서 어떤 파라미터들이 사용되었는지를 명확히 알 수 없다.
예를 들어, 파형수집장치를 통해 파형을 수집해서 파형이 저장되어 있지만, 파형을 보고 어떤 파형수집장치에서 어떤 샘플링 속도로 어떤 프로토콜 등을 사용해서 저장했는지 알 수가 없으며, 여러 번의 전처리를 거쳤으면 저장되어 있는 여러 파형들을 보고 어떤 파형이 어떤 전처리를 거쳤고, 또한 그 전처리 시에 어떤 파라미터 값들이 사용되었는지를 파형만을 보고는 알 수 없는 것이다. 따라서 분석 노하우를 전수하기 어려웠다.
대한민국 공개특허번호 10-2008-0047022호 공개일자 2008년 05월 28일에는 중계기 단위의 위치정보 제공을 위한 위치 측정 장치 및 그 방법과 그를 이용한 위치 기반 서비스 시스템 및 그 방법에 관한 기술이 개시되어 있다.
따라서, 본 발명은 부채널 분석 시스템에서 파형수집, 전처리, 분석에 이르는 부채널 분석의 각 과정을 프로세스로 만들고, 각 과정을 프로세스의 연결로 관리하는 프로파일을 구성하여, 각 프로세스에서 사용되는 파라미터와 프로세스의 동작 결과물인 각각의 파형을 쉽게 확인할 수 있도록 함으로써, 프로파일의 참조를 통해 파형수집, 전처리, 분석 등의 부채널 분석의 모든 과정을 쉽게 이해할 수 있도록 하는 프로파일 기반의 부채널 분석 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
상술한 본 발명은 프로파일 기반의 부채널 분석 장치로서, 부채널 분석 대상 장비로부터 누수정보를 수집하는 파형 수집부와, 상기 파형 수집부로부터 수집되는 누수정부에 대응되는 파형 데이터에 대해 분석 과정전 전처리를 수행하는 전처리부와, 상기 전처리부로부터 전처리 수행된 파형 데이터에 대한 분석을 수행하는 분석부와, 상기 파형 수집부, 상기 전처리부, 상기 분석부에서의 각 과정을 프로세스로 만들어서 프로파일로 구성하고, 상기 각 과정을 프로세스의 연결로 구성하는 프로파일 구성부를 포함한다.
또한, 상기 프로파일 구성부는, 상기 부채널 분석 대상 장비에 대한 부채널 분석 과제를 하나의 프로젝트로 구성하고, 상기 프로젝트의 하위 레벨에 다수의 프로파일을 구성하고, 각 프로파일의 하위 레벨에 파형 수집 프로세스, 전처리 프로세스, 분석 프로세스를 구성하여 서로 연결시키는 구조의 프로파일 구조를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로파일 구성부는, 상기 프로세스에 대해 각 프로세스에 사용되는 파라미터를 표시시키며, 상기 파라미터에 의해 각 프로세스를 구동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로세스는, 이전 프로세스의 파형을 입력으로 받아 새로운 파형을 생성하고, 새로이 생성된 파형을 후속하는 프로세스로 인가시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 프로파일 기반의 부채널 분석 방법으로서, 부채널 분석 대상 장비로부터 누수정보를 수집하는 파형 수집 단계와, 상기 파형 수집부로부터 수집되는 누수정부에 대응되는 파형 데이터에 대해 분석 과정전 전처리를 수행하는 전처리 단계와, 상기 전처리부로부터 전처리 수행된 파형 데이터에 대한 분석을 수행하는 분석 단계와, 상기 파형 수집 단계, 상기 전처리 단계, 상기 분석 단계에서의 각 과정을 프로세스로 만들어서 프로파일로 구성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 프로파일 구성 단계는, 상기 부채널 분석 대상 장비에 대한 부채널 분석 과제를 하나의 프로젝트로 구성하는 단계와, 상기 프로젝트의 하위 레벨에 다수의 프로파일을 구성하는 단계와, 각 프로파일의 하위 레벨에 파형 수집 프로세스, 전처리 프로세스, 분석 프로세스를 구성하여 서로 연결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로파일 구성 단계에서, 상기 프로세스에 대해 각 프로세스에 사용되는 파라미터가 표시되며, 상기 파라미터에 의해 각 프로세스가 구동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프로세스는, 이전 프로세스의 파형을 입력으로 받아 새로운 파형을 생성하고, 새로이 생성된 파형을 후속하는 프로세스로 인가시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 부채널 분석 시스템에서 파형수집, 전처리, 분석에 이르는 부채널 분석의 각 과정을 프로세스로 만들고, 각 과정을 프로세스의 연결로 관리하는 프로파일을 구성하여, 각 프로세스에서 사용되는 파라미터와 프로세스의 동작 결과물인 각각의 파형을 쉽게 확인할 수 있도록 함으로써, 프로파일의 참조를 통해 파형수집, 전처리, 분석 등의 부채널 분석의 모든 과정을 쉽게 이해할 수 있도록 하는 이점이 있다.
또한, 본 발명에서와 같이 하나의 부채널 분석 대상 장치에 대한 분석 방법을 하나의 프로파일로 구성해 부채널 인증기관에 전수하면, 각 부채널 인증기관은 그 프로파일을 통해 해당 장치에 대한 부채널 분석 방법을 쉽게 알 수 있는 이점이 있다. 이때, 프로파일을 초기화시키면 각 프로세스의 결과 파형이 리셋이 되는데, 리셋된 이후 파형수집장치와 분석 대상 장치를 연결하여 프로파일을 구동하면 전수한 기관과 동일한 결과를 얻을 수 있게 되며, 따라서, 분석 노하우 전수가 보다 용이하게 이루어질 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로파일 기반의 부채널 분석 장치의 상세 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프로파일 구성 예시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프로파일 목록 및 파라미터 예시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프로세스 구성 및 명령 예시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프로파일 구조 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 프로파일 기반의 부채널 분석장치(100)의 상세 블록 구성을 도시한 것으로, 파형 수집부(110), 전처리부(120), 분석부(130), 프로파일 구성부(140) 등을 포함한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 부채널 분석장치(100)의 각 구성요소에서의 동작을 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 파형 수집부(110)는 부채널 분석 대상이 되는 보안 전자 장비로부터 누수되는 누수정보(소모전력, 전자기파 등)를 수집하기 위한 외부 측정 장치와 측정 장치와 연결된 오실로스코프 등으로 구성될 수 있다. 즉, 외부 측정 장치를 이용하여 누수 정보를 측정하고, 오실로스코프를 통하여 파형데이터를 수집하도록 구성될 수 있다.
전처리부(120)는 파형 수집부(110)가 수집한 파형 데이터의 적어도 일부를 전달받아 분석이 용이 하도록 전처리를 수행한다. 분석부(130)는 전처리부(120)로부터 전처리 수행된 분석대상 파형 데이터에 대해 부채널 분석 결과를 생성한다.
이때, 파형 수집부(110), 전처리부(120), 분석부(130)는 독립되어 병렬적으로 동작하도록 구성될 수 있다. 즉, 도 1에서 설명된 본 발명에 따른 부채널 분석 장치(100)의 구성요소들은 상술된 기능들을 병렬적으로 수행할 수 있는 멀티 프로세스(multi-process) 또는 멀티 쓰레드(multi-thread)로 구성된 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램을 구동할 수 있는 컴퓨터 장치로서 구현될 수 있다.
프로파일 구성부(140)는, 파형 수집부(110), 전처리부(120), 분석부(130) 등에서 수행되는 파형수집, 전처리, 분석에 이르는 각각의 과정을 프로세스로 만들어서 프로파일로 구성하고, 파형수집부터 분석에 이르기까지 각 과정을 프로세스의 연결로 구성한다. 이때, 각 프로세스는 각각의 파라미터(parameter)들을 가지며, 이런 파라미터들을 설정하여 각 프로세스들을 구동하게 된다. 각 프로세스는 이전 프로세스의 파형을 입력으로 받아 처리하여 다른 파형을 생성한 후에 후속하는 프로세스에 넘기게 된다.
따라서, 파형수집에서부터 분석까지 프로세스의 흐름을 눈으로 명확하게 확인할 수 있으며, 각 프로세스의 파라미터들을 쉽게 알 수 있다. 또한 각 프로세스의 동작 결과물인 파형을 쉽게 눈으로 확인 가능하다. 따라서, 누구라도 프로파일만 보면 파형수집에서부터, 전처리, 분석의 방법을 명확하게 알 수 있다.
이하에서는, 도 2 내지 도 5를 참조하여 프로파일 구성부에서의 동작을 보다 상세히 살펴보기로 한다.
예를 들면, 도 2에서 참조번호 200으로 표시된 박스 안이 하나의 프로파일이다. 'Card'라는 프로파일이 'CHES2011' 프로젝트 안에 구성되어 있다. 'Card' 프로파일의 시작 프로세스는 오실로스코프(Oscilloscope)로 파형 수집부(110)에서 파형을 수집하는 프로세스이다.
그 이후로 여러가지 전처리 프로세스들과 분석 프로세스들이 연결되어 있는 것을 알 수 있다. 각각의 프로세스는 도 3에서 참조번호 300으로 표시된 왼쪽 박스의 프로세스 리스트(process list)에서 끌어다 놓음으로써 각 프로세스들의 연결을 만들 수 있으며, 각 프로세스를 클릭하면 도 3의 참조번호 302로 표시된 우측 박스의 속성 편집창(Property Editor)에 각 프로세스의 파라미터들이 나타나서 그 파라미터들의 값을 설정할 수 있게 한다.
또한, 각각의 프로세스들은 도 4에서 보여지는 바와 같이 프로세스의 밑에 구성된 명령 아이콘들(400)을 통해 개별적으로 동작시킬 수 있으며, 도 3의 프로파일 명령(Profile Command)을 통해 프로파일에 포함된 모든 프로세스 등을 동시에 동작시킬 수도 있다.
도 2와 도 3에서와 같이 하나의 분석 장치를 분석하는 데 있어 하나의 프로파일을 만들고 파형 수집 프로세스부터 전처리 프로세스들 및 분석 프로세스들의 연결을 명확히 볼 수 있으며, 각 프로세스를 선택하면 선택된 프로세스의 파라미터들이 속성창에 표시되어 파라미터들도 쉽게 알 수 있다. 또한 각 프로세스의 결과 파형(파형수집 프로세스 및 전처리 프로세스) 또는 분석 결과(분석 프로세스)를 쉽게 알 수 있어, 비록 자신이 구성한 프로파일 아니고 전수 받은 프로파일이라도 쉽게 분석 노하우 전수가 가능하게 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프로파일 구조를 도시한 것이다.
위 도 5에서 보여지는 바와 같이, 최상위 레벨에 부채널 분석에 대한 하나의 프로젝트(project)(500)가 존재하며, 하나의 프로젝트(500)에는 다수의 프로파일(profile)(502)이 구성되는 것을 볼 수 있다.
또한, 각 프로파일(502)의 하위 레벨에는 파형 수집 프로세스(collection process)(504), 전처리 프로세스(preprocessing process)(506), 분석 프로세스(analysis process)(508)가 존재하는 것을 볼 수 있다.
따라서, 각 프로세스의 결과 파형(파형수집 프로세스 및 전처리 프로세스) 또는 분석 결과(분석 프로세스)를 쉽게 알 수 있으며, 비록 자신이 구성한 프로파일 아니고 전수 받은 프로파일이라도 쉽게 분석 노하우 전수가 가능하게 된다.
한편, 위와 같이 하나의 부채널 분석 대상 장치에 대한 분석 방법을 하나의 프로파일로 구성해 부채널 인증기관에 전수하면, 각 부채널 인증기관은 그 프로파일을 통해 해당 장치에 대한 부채널 분석 방법을 쉽게 알 수 있다. 이때, 프로파일을 초기화시키면 각 프로세스의 결과 파형이 리셋이 되는데, 리셋된 이후 파형수집장치와 분석 대상 장치를 연결하여 프로파일을 구동하면 전수한 기관과 동일한 결과를 얻을 수 있게 되는 것이다. 따라서, 분석 노하우 전수가 보다 용이하게 이루어질 수 있게 된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 부채널 분석 시스템에서 파형수집, 전처리, 분석에 이르는 부채널 분석의 각 과정을 프로세스로 만들고, 각 과정을 프로세스의 연결로 관리하는 프로파일을 구성하여, 각 프로세스에서 사용되는 파라미터와 프로세스의 동작 결과물인 각각의 파형을 쉽게 확인할 수 있도록 함으로써, 프로파일의 참조를 통해 파형수집, 전처리, 분석 등의 부채널 분석의 모든 과정을 쉽게 이해할 수 있다.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.
110 : 파형 수집부 120 : 전처리부
130 : 분석부 140 : 프로파일 구성부

Claims (8)

  1. 부채널 분석 대상 장비로부터 누수정보를 수집하는 파형 수집부와,
    상기 파형 수집부로부터 수집되는 누수정부에 대응되는 파형 데이터에 대해 분석 과정전 전처리를 수행하는 전처리부와,
    상기 전처리부로부터 전처리 수행된 파형 데이터에 대한 분석을 수행하는 분석부와,
    상기 파형 수집부, 상기 전처리부, 상기 분석부에서의 각 과정을 프로세스로 만들어서 프로파일로 구성하고, 상기 각 과정을 프로세스의 연결로 구성하는 프로파일 구성부
    를 포함하며,
    상기 프로파일 구성부는,
    상기 부채널 분석 대상 장비에 대한 부채널 분석 과제를 하나의 프로젝트로 구성하고, 상기 프로젝트의 하위 레벨에 다수의 프로파일을 구성하고, 각 프로파일의 하위 레벨에 파형 수집 프로세스, 전처리 프로세스, 분석 프로세스를 구성하여 서로 연결시키는 구조의 프로파일 구조를 생성하고,
    상기 프로세스에 대해 각 프로세스에 사용되는 파라미터를 표시시키며, 상기 파라미터에 의해 각 프로세스를 구동시키며,
    상기 프로세스는,
    이전 프로세스의 파형을 입력으로 받아 새로운 파형을 생성하고, 새로이 생성된 파형을 후속하는 프로세스로 인가시키는 프로파일 기반의 부채널 분석 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 부채널 분석 대상 장비로부터 누수정보를 수집하는 파형 수집 단계와,
    파형 수집부로부터 수집되는 누수정부에 대응되는 파형 데이터에 대해 분석 과정전 전처리를 수행하는 전처리 단계와,
    전처리부로부터 전처리 수행된 파형 데이터에 대한 분석을 수행하는 분석 단계와,
    상기 파형 수집 단계, 상기 전처리 단계, 상기 분석 단계에서의 각 과정을 프로세스로 만들어서 프로파일로 구성하는 단계
    를 포함하며,
    상기 프로파일 구성 단계는,
    상기 부채널 분석 대상 장비에 대한 부채널 분석 과제를 하나의 프로젝트로 구성하는 단계와,
    상기 프로젝트의 하위 레벨에 다수의 프로파일을 구성하는 단계와,
    각 프로파일의 하위 레벨에 파형 수집 프로세스, 전처리 프로세스, 분석 프로세스를 구성하여 서로 연결시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 프로파일 구성 단계에서,
    상기 프로세스에 대해 각 프로세스에 사용되는 파라미터가 표시되며, 상기 파라미터에 의해 각 프로세스가 구동되며,
    상기 프로세스는,
    이전 프로세스의 파형을 입력으로 받아 새로운 파형을 생성하고, 새로이 생성된 파형을 후속하는 프로세스로 인가시키는 프로파일 기반의 부채널 분석 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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