• ETRI Journal
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• 제39권1호
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• pp.108-115
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• 2017

ARIA is a 128-bit block cipher that has been selected as a Korean encryption standard. Similar to AES, it is robust against differential cryptanalysis and linear cryptanalysis. In this study, we analyze the security of ARIA against differential-linear cryptanalysis. We present five rounds of differential-linear distinguishers for ARIA, which can distinguish five rounds of ARIA from random permutations using only 284.8 chosen plaintexts. Moreover, we develop differential-linear attacks based on six rounds of ARIA-128 and seven rounds of ARIA-256. This is the first multidimensional differential-linear cryptanalysis of ARIA and it has lower data complexity than all previous results. This is a preliminary study and further research may obtain better results in the future.

• 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.

• 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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• 제28권6호
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• pp.1379-1392
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• 2018

차분선형 분석의 복잡도는 라운드 독립성, 선형 근사식 독립성, 차분 경로를 만족하지 못하는 경로에 대한 균일성 가정 아래 계산되는 차분선형 특성의 확률에 큰 영향을 받는다. 따라서 차분선형 특성의 정확한 확률을 계산하는 것은 공격의 유효성과 관련된 매우 중요한 문제이다. 본 논문은 차분선형 분석을 위한 새로운 개념 DLCT(Differential-Linear Connectivity Table)를 제안한다. 그리고 DLCT를 적용하여 선형 근사식 독립성 가정을 완화할 수 있는 차분선형 특성의 향상된 확률 계산 방법을 제안하며, DES와 SERPENT에 적용하여 기존 분석결과를 재분석한다. DES의 7-라운드 차분선형 특성의 확률은 $1/2+2^{-5.81}$, SERPENT의 9-라운드 차분선형 특성의 확률은 $1/2+2^{-57.9}$로 다시 계산되었고 공격에 필요한 데이터 복잡도는 각각 $2^{0.2}$, $2^{2.2}$배 감소한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.63-74
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• 1999

본 논문에서 제안하는 HEA(Hangul Encryption Algorithm)는 초성, 중성, 종성의 다차원구조로 이루어진 한글의 특성을 이용하여 조합형 한글 음절을 암호화하여 조합형 한글 음절을 생 성한다. HEA 에서는 암호화 결과가 모두 한글 터미널에 표시가능한 한글이므로 출력 내용이 표시가능해 야 하는 메일 시스템 등에 유용하게 사용될 수 있다. HEA는 DES에 기반하고 있으며 키전수 탐색 differential cryptanalysis linear cryptanalysis 에대하여 DES와 유사한 안전도를 가지며 암호문의 음 소별 임의성, 평문-암호문 연쇄효과 키-암호문 연쇄효과도 갖는다. In this paper we present a Hangul Encryption Algorithm (HEA) which encrypts composition Hangul syllables into composition Hangul syllables using the non-linear structure of Hangul. Since ciphertexts generated by HEA are displayable characters HEA can be used in applications such as Privacy Enhanced mail (PEM) where ciphertexts should be displayable characters. HEA is based on DES and it can be shown that HEA is as safe as DES against the exhaustive key search differential cryptanalysis and linear cryptanalysis. HEA also has randomness of phonemes of ciphertexts and satisfies plaintext-ciphetext avalanche effect and key-ciphertext avalanche effect.

• 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.

• 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.

• ETRI Journal
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• 제23권4호
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• pp.158-167
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• 2001

We examine the diffusion layers of some block ciphers referred to as substitution-permutation networks. We investigate the practical and provable security of these diffusion layers against differential and linear cryptanalysis. First, in terms of practical security, we show that the minimum number of differentially active S-boxes and that of linearly active S-boxes are generally not identical and propose some special conditions in which those are identical. We also study the optimal diffusion effect for some diffusion layers according to their constraints. Second, we obtain the results that the consecutive two rounds of SPN structure provide provable security against differential and linear cryptanalysis, i.e., we prove that the probability of each differential (resp. linear hull) of the consecutive two rounds of SPN structure with a maximal diffusion layer is bounded by $p^n(resp.q^n)$ and that of each differential (resp. linear hull) of the SDS function with a semi-maximal diffusion layer is bounded by $p^{n-1}(resp. q^{n-1})$, where p and q are maximum differential and linear probabilities of the substitution layer, respectively.

• 정보보호학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.3-14
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• 2002

Rijndael 유사 구조는 SPN 구조의 특수한 형태이다 Rijndael 유사 구조의 확산 단계는 두 가지 종류의 확산 단계의 결합으로 구성되는데, 그중 하나는 바이트 치환 $\pi$이고, 다른 하나는 확산 단계 $\theta$＝ ($\theta_1, \theta_2, \theta_3, \theta_4$)로서, 각 $\theta_i$는 라운드 입력의 4개의 행 각각에 적용된다. 블록 암호 Rijndael은 Rijndael 유사 구조의 하나의 예가 된다. 본 논문에서는 Rijndael 유사 구조의 최대 차분 확률과 최대 선형 hull 확률의 상한을 구하는 알고리즘을 제안한다.

• 정보보호학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.65-70
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• 1998

K. Nyberg and L.R. Knudsen showed a prototype of a DES-like cipher$^{[1]}$ which has a provable security against differential cryptanalysis. But in the last year, at FSE'97 T. Jakobsen ane L.R.Knudsen broked it by using higher order differential attack and interpolation attack$^{[2]}$ . Furthermore the cipher was just a theoretically proposed one to demonstrate how to construct a cipher which is procably secure against differential cryptanalysis$^{[3]}$ and it was suspected to have a large complexity for its implementation.Inthis paper the two improved results for the dfficidnt hardware and software implementation.