A Study on S-Function in SEED Cryptosystem

SEED암호에서 S-함수에 대한 고찰

There is SEED cryptosystem in domestic block cipher standard. This code was drafted by the Korea Information Security Agency (KISA) in October 1998 and underwent a public verification process in December of the same year, which resulted in the final amendment to improve safety and performance. Unlike DES, it is a 128-bit block cipher that has been passed through various processes and established in 2005 as an international standard. It is a block cipher with a pastel structure like DES, but the input bit block has been increased to 128 bits, double DES. In this paper, first, we introduce the general algorithm of SEED cryptosystem and analyzed mathematically generating principle of key-value which is used in F-function. Secondly, we developed a table that calculates the exponent of the primitive element ${\alpha}$ corresponding to the 8-bit input value of the S-function and finally analyzed calculating principle of S-function designed in G-function through the new theorem and example. Through this course, we hope that it is to be suggest the ideas and background theory needed in developing new cryptosystem to cover the weakness of SEED cryptosystem.

국내 블록암호표준(안)으로는 SEED암호가 있다. 이 암호는 한국정보보호진흥원(KISA)이 1998년 10월에 초안을 설계하고 같은 해 12월에 공개검증과정을 거쳐 안전성과 성능이 개선된 최종 수정안을 발표하였다. DES와는 달리 128비트 블록암호로서 여러 과정을 거쳐 2005년에 국제표준으로 확정되었다. DES와 같은 페이스텔 구조를 가진 블록암호로서 다만 입력비트블록이 DES의 두 배인 128비트로 늘어났다는 것이다. 본 논문에서는 첫째, SEED 암호의 일반적인 알고리즘을 소개하고 F-함수에서 적용되는 열쇠 값의 생성원리를 수학적으로 분석해 보았다. 둘째, S-함수의 8비트 입력 값에 대응되는 원시원소 ${\alpha}$ 의 멱승 값을 계산하는 표를 도출해 보았으며 마지막으로 G-함수 내에 설계되어져 있는 S-함수의 계산 원리를 수학적인 방법으로 새로운 정리와 예제를 통해 분석해 보는 것으로 한정하였다. 이러한 과정을 통하여 현재 알려져 있는 SEED암호의 취약점을 보완할 수 있는 새로운 암호체계를 개발하는데 필요한 아이디어와 이론적인 근거를 제공하는 데 어느 정도 도움이 되고자 한다.