• 정보보호학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.11-18
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• 2007

다중선형공격은 선형공격을 강화하기 위한 방법으로 연구되어왔다. 본 논문에서는 다중선형공격에 관한 최신 이론인 Biryukov의 공격 알고리즘이 비선형 키스케줄을 가진 블록암호에 적용이 어려움을 지적하고, 새로운 다중선형공격법을 제안한다. 작은 블록암호에 대한 실험을 통하여 새로운 다중선형공격법에 관한 이론이 실제로도 매우 잘 적용될 수 있음이 보여진다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제4권4호
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• pp.523-532
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• 2003

본 논문에서는 확장된 Feistel 구조를 갖는 128-비트 블록 암호알고리즘 Lambda를 설계하고, 차분공격(differential cryptanalysis)과 선형공격(linear cryptanalysis)을 통해 안전성을 분석하였다. Lambda는 2-라운드 만에 완전 확산(diffusion)이 일어나도록 설계되었다. 이러한 우수한 확산효과로 인해 8-라운드 차분 특성이 구성될 확률은 $2^{-128}$로, 선형특성이 구성될 확률은 $2^{-192}$로 분석되었다. 결과적으로 Lambda는 128-비트 비밀키를 적용하였을 경우 8-라운드 이상이면 차분공격이나 선형공격이 전사(exhaustive)공격 방법보다 효율성이 떨어지는 것으로 분석되었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.45-52
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• 2001

본 논문에서는 SPN 구조 블록 암호의 안전성을 평가하는 알고리즘을 제안한다. 먼저, practical security를 이용하여 차분 공격과 선형 공격에 대한 안전성을 측정하는데 문제점이 있는 SPN 구조 블록 암호의 예를 제시한다. 다음으로, SPN 구조 블록 암호의 최대 차분 확률(maximum differential probability)과 linear hull 최대 선형 확률(maximum linear hull probability)을 측정하는 알고리즘을 제안하고, 이 알고리즘의 수행 효율성을 높이는 가속화 방법을 제안한다. 마지막으로, 제안한 알고리즘을 사용하여 블록 암호 E2의 라운드 함수 F의 최대 차분 확률 및 linear hull의 최대 선형 확률을 계산한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.59-69
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• 2002

1993년도에 선형 공격이 Matsui에 의해 제안된 이후에 이를 개량한 여러 선형 공격들이 등장하였다. 그 중에 한가지는 B. Kaliski와 M. Robshaw에 의한 방법인데, 이 방법은 여러 개의 독립적인 선형 근사식을 동시에 이용하여 블록 암호를 공격하는 새로운 방법이였다. 이 방법은 선형 공격 보다 더 적은 기지 평문수를 요구한다는 장점은 있었지만 실제로 그들의 방법을 블록 암호에 적용하는 데에는 문제점이 있었다. 본 고에서는 그러한 문제점을 해결하면서 동시에 여러 개의 독립적인 선형 근사식을 이용할 수 있는 방법을 제시한다. 본 고에서 제시된 방법을 이용했을때 선형 공격에 비해 8,16 라운드 DES에 대해 5배,1.25배 더 적은 기지 평문을 가지고 각각 95%, 86% 확률로 공격에 성공할 수 있었으며, 또한 선택 평문을 이용한 L. R. Knudsen과 J. E. Mathiassen의 방법을 본 고에서 제시한 방법에 접목하면, 약 $2^{40.6}$개 이하의 기지 평문들을 이용하여 86% 성공 확률로 키 15 비트를 찾을 수 있다. 이 결과는 현재까지 DES에 대한 공격 중 가장 우수한 결과이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권7호
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• pp.1462-1470
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• 2003

정보통신의 발달과 인터넷의 확산으로 인해 정보보안의 필요성이 증대되면서 다양한 암호알고리즘이 개발되어 활용되고 있다. 이와 더불어 암호 공격 기술도 발전하여서, 공격에 강한 알고리즘에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. Substitution Permutation Networks(SPN)등의 블록 암호알고리즘에서 교환계층의 선형변환행렬이 Maximum Distance Separable(MDS) 코드를 생성하면 차분공격과 선형공격에 강한 특성을 보인다. 본 논문에서는 선형변환행렬이 MDS 코드를 생성하는가를 판단하는 새로운 알고리즘을 제안한다. 선행변환행렬의 입력코드는 GF(2$^n$)상의 원소들로 이들을 변수로 해석할 수 있다. 하나의 변수를 다른 변수들의 대수식으로 변환하고 대입하여 변수를 하나씩 소거한다. 변수가 하나이고 모든 계수가 ‘0’이 아니면 선형변환 행렬은 MDS 코드를 생성한다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 기존의 모든 정방부분행렬이 정칙인지를 판단하는 알고리즘과 비교하여 곱셈 및 역수 연산수를 많이 줄임으로서 수행 시간을 크게 감소 시켰다.

• 정보보호학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.121-125
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• 2007

차분 공격 및 선형 공격은 강력한 블록 암호 분석 기법으로 블록 암호 알고리즘의 안전성을 평가하는 중요한 도구로 여겨지고 있다. 따라서 블록 암호 설계자들은 차분 공격과 선형 공격에 안전한 블록 암호를 설계하고자 노력해 왔다. 본 논문에서는 세 가지의 새로운 블록 암호 구조를 소개하며, 한 라운드 함수의 최대 차분 구확률(최대 선형 확률)이 p(q)이고 라운드 함수가 전단사 함수일 때, 세 가지의 블록 암호 구조의 차분 확률(선형 확률)의 상한 값이 $p^2(q^2),\;2p^2(2q^2)$으로 유계할 최소 라운드를 증명한다.

• 한국정보보호학회:학술대회논문집
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• 한국정보보호학회 1994년도 종합학술발표회논문집
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• pp.121-131
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• 1994

Differential Cryptanalysis(DC) 및 선형암호분석 공격방법은 DES와 같은 비밀키 암호알고리듬을 실질적으로 공격할 수 있는 효과적인 방법들이다. 본 논문에서는 DC 및 선형암호분석을 통한 DES의 취약점을 분석하고 이를 보완할 수 있는 효과적인 80비트 블록 암호알고리듬을 설계하였다. 설계된 암호알고리즘은 DES보다 일반 특성과 DC 및 선형암호분석 공격에 대한 비도를 향상시킨 것으로 분석되었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.325-336
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• 2020

비선형 불변 공격은 비교적 간단한 구조의 키 스케줄을 갖는 경량 블록암호에서 필수적으로 고려되어야 할 공격이다. 간단한 구조의 키 스케줄을 갖는 경량 블록암호가 비선형 불변 공격에 저항성을 보이는 방법으로 가장 잘 알려진 것은 라운드 키 간의 차분 중 알려진 것들의 집합에서 선형계층에 대해 불변인 최소의 선형공간의 크기가 블록 크기와 같은지를 확인하는 것이다. 본 논문에서는 다음과 같은 연구 결과를 제시한다. 설계자 관점에서 비트 순열을 선형계층으로 사용하는 SPN 구조 경량 블록암호는 라운드 키 간의 차분의 종류가 한가지여도 비선형 불변 공격에 안전할 수 있음을 증명하고, 그러한 비트 순열의 형태와 개수를 제안한다. 또한, PRESENT 구조 블록암호는 비선형 불변 공격에 저항성을 갖기 위해 적어도 두 종류의 라운드 키 간의 차분이 필요함을 전수조사를 통해 보이며, 두 종류의 라운드 키 간의 차분을 필요로 하는 비트 순열을 사용해도 차분 공격에 대한 저항성이 오히려 증가할 수 있음을 보인다. 마지막으로 GIFT의 S-box를 사용하면서 BOGI 설계 논리를 유지하는 모든 비트 순열의 불변 성분 분포를 통해, 변형된 GIFT 구조 블록암호는 비선형 불변 공격에 저항성을 갖기 위해 적어도 8종류의 라운드 키 간의 차분이 필요함을 보인다.

• 정보보호학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.57-66
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• 2005

SHACAL-2는 국제 표준 해쉬 알고리즘 SHA-2의 압축 함수에 기반을 둔 최대 512 비트 키 크기를 가지는 256 비트 블록 암호이다. 최근에 SHACAL-2는 NESSIE 프로젝트의 256 비트 블록 암호에 선정되었다. 본 논문에서는 차분-선형 공격을 다양하게 확장한 차분-선형 유형 공격에 대한 SEACAL-2의 안전성을 논의한다. SHACAL-2는 전체 64 라운드로 추성되며, 차분-선형 유형 분석 기법을 통하여 512 비트 키를 사용하는 32 라운드 SHACAL-2를 공격한다. 본 논문에서 소개하는 512 비트 키를 가지는 32 라운드 SHACAL-2에 대한 공격은 SHACAL-2 블록 암호에 알려진 분석 결과 중 가장 효과적이다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.405-414
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• 2004

본 논문에서는 18-라운드 변형된 Feistel 구조를 갖는 128-bit 블록 암호알고리즘 Circle-g를 설계하고, 차분공격(differential cryptanalysis)과 선형공격(linear cryptanalysis)을 통해 안정성을 분석하였다. Circle-g의 f-함수는 2-라운드만에 완전 확산(diffusion)이 일어나도록 설계되었다. 이러한 우수한 확산효과로 인해 9-라운드 차분특성이 구성될 확률은 2^{-144}로, 12-라운드 선형특성이 구성될 확률은 2^{-144}로 분석되었다. 결과적으로 Circle-g는 128-bit 비밀키를 적용하였을 경우 12-라운드 이상이면 차분공격이나 선형공격은 전수(exhaustive)조사 방법보다 효율성이 떨어지는 것으로 분석되었다.