비선형 결합함수에 빠른 병렬 스트림 암호에 관한 연구

A Study on the Parallel Stream Cipher by Nonlinear Combiners

최근 암호학계에는 미국의 AES와 더불어 체세대 유럽 암호 표준화 프로젝트 (NESSIE)가 진행 중에 있다. 이 프로젝트의 동기식 스트림 암호 분야에서는 호주의 Simpson이 제안한 LILI-128 암호를 포함하여 6개의 후보가 제안된 상태이며, 상기 알고리즘들은 고속화를 위하여 병렬 형태로 설계 개념을 채택하려하고 있다. 본 논문에서는 스트림 암호의 고속화 설계 방안인 병렬 이동형 PS-LFSR의 구조를 살펴본 다음 여러 가지 형태의 비선형 결합함수에 대한 효율적인 구현 방안을 제안하였다. 즉, 비메모리-비선형 결합함수, 메모리-비선형 결합함수, 비선형 필터함수, 클럭조절형 결합함수 등 4가지 형태의 출력함수 형태에 대한 효율적인 병렬 구현 방안을 제안하였고, 합산 수열 발생기의 병렬구현 기법과 클럭조절형 LILI-128의 병렬구현 기법을 예시하여 안전성과 성능을 분석하였다.

In recent years, the AES in North America and the NESSIE project in Europe have been in progress. Six proposals have been submitted to the NESSIE project including the LILI-128 by Simpson in Australia in the synchronous stream cipher category. These proposals tend towards a design with parallelism of the algorithms in order to facilitate speed-up. In this paper, we consider the PS-LFSR and propose the effective implementation of various nonlinear combiners: memoryless-nonlinear combiner, memory-nonlinear combiner, nonlinear filter function, and clock-controlled function. Finally, we propose m-parallel SUM-BSG and LILI-l28's parallel implementation as examples, and we determine their securities and performances.