0xNews - 동형 암호화에 대한 새로운 사이드 채널 공격 성공

노스캐롤라이나 대학교와 도쿠즈 예일 대학교의 공동 연구팀 발표

암호화 프로세스가 진행 중일 때 데이터 유출 방지를 위해 사용되는 동형 암호화에서 사이드 채널 Side-Channel 공격을 통해 공격이 가능함을 입증

기본적으로 동형 암호화를 위해 데이터를 인코딩하는 기기의 전력 소비를 모니터링함으로써 암호화되는 데이터 수집이 가능함을 확인

추후 차세대 암호화 기술에도 사이드 채널 공격에 대한 보호가 필요하다는 것을 증명

동형 암호화 homomorphic encryption 는 암호화된 데이터를 처음부터 해독할 필요 없이 암호화된 데이터에 대해 특정 유형의 계산을 직접 수행할 수 있도록 하는 암호화의 한 형태

또한 기본정보가 암호화된 상태로 유지되고 서비스 제공자가 접속할 수 없는 상태에서 추가 처리를 위해 민감 정보를 데이터 분석 회사와 같은 다른 제 3자 서비스와 공유할 수 있기에 개인 정보를 보호하기 위한 것

동형 암호화의 목표는 데이터 소유자가 타사 서비스와 비밀키를 공유할 필요가 없는 종단간 암호화된 데이터 저장과 계산 서비스의 개발을 용이하게 함

이번 연구를 통해 데이터 유출 공격의 가능 여부 확인은 오픈소스 기술로 만들어진 Microsoft SEAL 에서 발견된 취약점과 연관된 것을 확인

위 취약점은 동형 암호화에서 암호화된 일반 텍스트 메시지를 효과적으로 복구할 수 있는 방식으로 악용될 수 있음

개인 정보보호를 취소하게 만듬

특히 RevEAL 로 명명된 공격은 Microsoft SEAL v.3.6 이전의 전력 기반 사이드 채널 누출을 이용

BFV Brakerski/Fan-Vercauteren 프로토콜을 구현

SEAL 의 암호화 단계에서 가우시안 샘플링 gaussian sampling 목표로 하여 단일 전력 측정으로 전체 메시지를 추출

2020년 12월 3일에 발표된 SEAL v.3.6 이후 다른 샘플링 알고리즘을 사용

최신 버전의 라이브러리에는 다른 취약점이 있을 수 있다고 경고

SEAL_USE_GAUSSIAN_NOISE 가 ON 으로 설정되어 있지 않으면 암호화 오류는 기본적으로 CBD Centered Binomial Distribution 에서 샘플링되는 것을 지적

CBD 에서 샘플링하는 것은 가우시안 분포에서 샘플링하는 것보다 일정하고 빠르기 때문에 많은 보안 연구팀에서 이 방법을 사용하고 있음

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