Impossible Differential Cryptanalysis of Reduced Round XTEA and TEA

We present the impossible differential cryptanalysis of the block cipher XTEA[7] and TEA[6]. The core of the design principle of these block ciphers is an easy implementation and a simplicity. But this simplicity dose not offer a large diffusion property. Our impossible differential cryptanalysis of reduced-round versions of XTEA and TEA is based on this fact. We will show how to construct a 12-round impossible characteristic of XTEA. We can then derive 128-bit user key of the 14-round XTEA with $2^{62.5}$ chosen plaintexts and $2^{85}$ encryption times using the 12-round impossible characteristic. In addition, we will show how to construct a 10-round impossible characteristic or TEA. Then we can derive 128-bit user key or the 11-round TEA with $2^{52.5}$ chosen plaintexts and $2^{84}$ encryption times using the 10-round impossible characteristic.

XTEA와 TEA의 축소된 라운드에 대한 불능 차분 공격

본 논문에서는 TEA[7]와 TEA[6]의 축소된 라운드에 대한 불능 차분 공격 (Impossible Differential Cryptanalysis)에 관하여 알아본다. 이 두 블록 암호의 주요 설계원리는 단순성과 효율성의 추구이다. 그러나 단순성 추구가 큰 확산 (diffusion) 효과를 주지 못하여, XTEA와 TEA의 축소된 라운드에 대한 불능 차분 공격을 가능하게 한다. 구체적으로 말하면 12라운드 불능 차분 특성을 이용하여 14라운드 XTEA에 대하여 $2^{62.5}$개의 선택평문들과 $2^{85}$번의 암호화 과정을 통하여 128비트 마스터키를 찾아낼 수 있다. 또한, TEA의 경우 10라운드 불능 차분 특성을 이용하여 11라운드 마스터키를 $2^{52.5}$개의 선택평문들과 약 $2^{84}$번의 암호화 과정을 통하여 찾아낸다.