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Optimizing Grover's Attack on Block Cipher RC5

블록암호 RC5에 대한 Grover 공격 최적화

  • Yu-Jin Oh (Dept. of Convergence Security, Hansung University) ;
  • Duk-Young Kim (Dept. of Convergence Security, Hansung University) ;
  • Kyung-Bae Jang (Dept. of Computer Information Engineering, Hansung University) ;
  • Hwa-Jeong Seo (Dept. of Convergence Security, Hansung University)
  • 오유진 (한성대학교 융합보안학과) ;
  • 김덕영 (한성대학교 융합보안학과) ;
  • 장경배 (한성대학교 정보컴퓨터공학과 ) ;
  • 서화정 (한성대학교 융합보안학과 )
  • Published : 2023.05.18

Abstract

양자 컴퓨터가 현대 암호 시스템의 보안성을 위협하고 있음에 따라, 최근 잠재적인 양자 공격들에 대한 분석 연구들이 다수 발표되고 있다. 공개키 암호인 RSA와 ECC의 경우, Shor 알고리즘에 의해 다항시간 내에 해결됨으로써 보안성이 완전히 붕괴되는 반면, 대칭키 암호는 Grover 알고리즘에 의해 보안 강도가 제곱근으로 감소하기 때문에 키 길이를 증가시킴으로써 기존 보안성을 복구할 수 있다. 이론적으로 Grover 알고리즘은 보안성을 훼손시키지만, 현실적인 공격 난이도가 매우 높음에 따라 대상 암호에 대한 양자 회로 최적화 구현이 중요하다. 이에 본 논문에서는 블록암호 RC5를 양자 회로 상에서 최적화하고 이를 기반으로 Grover 공격 비용을 추정한다. 마지막으로, 추정한 비용을 NIST의 양자 후 보안 강도 평가와 함께 비교함으로써 RC5에 대한 양자 암호 분석을 수행한다.

Keywords

Acknowledgement

This work was partly supported by Institute for Information & communications Technology Promotion(IITP) grant funded by the Korea government(MSIT) (No.2018-0-00264, Research on Blockchain Security Technology for IoT Services, 25%) and this work was partly supported by Institute for Information & communications Technology Planning & Evaluation (IITP) grant funded by the Korea government(MSIT) (<Q|Crypton>, No.2019-0-00033, Study on Quantum Security Evaluation of Cryptography based on Computational Quantum Complexity, 50%) and this work was partly supported by Institute of Information & communications Technology Planning & Evaluation (IITP) grant funded by the Korea government(MSIT) (No.2022-0-00627, Development of Lightweight BIoT technology for Highly Constrained Devices, 25%).