• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제7권3호
• /
• pp.509-521
• /
• 2013

Impossible Differential Cryptanalysis (IDC) uses impossible differentials to discard wrong subkeys for the first or the last several rounds of block ciphers. Thus, the security of a block cipher against IDC can be evaluated by impossible differentials. This paper studies impossible differentials for Rijndael-like and 3D-like ciphers, we introduce methods to find 4-round impossible differentials of Rijndael-like ciphers and 6-round impossible differentials of 3D-like ciphers. Using our methods, various new impossible differentials of Rijndael and 3D could be searched out.

• ETRI Journal
• /
• 제36권6호
• /
• pp.1032-1040
• /
• 2014

The Lai-Massey scheme, proposed by Vaudenay, is a modified structure in the International Data Encryption Algorithm cipher. A family of block ciphers, named FOX, were built on the Lai-Massey scheme. Impossible differential cryptanalysis is a powerful technique used to recover the secret key of block ciphers. This paper studies the impossible differential cryptanalysis of the Lai-Massey scheme with affine orthomorphism for the first time. Firstly, we prove that there always exist 4-round impossible differentials of a Lai-Massey cipher having a bijective F-function. Such 4-round impossible differentials can be used to help find 4-round impossible differentials of FOX64 and FOX128. Moreover, we give some sufficient conditions to characterize the existence of 5-, 6-, and 7-round impossible differentials of Lai-Massey ciphers having a substitution-permutation (SP) F-function, and we observe that if Lai-Massey ciphers having an SP F-function use the same diffusion layer and orthomorphism as a FOX64, then there are indeed 5- and 6-round impossible differentials. These results indicate that both the diffusion layer and orthomorphism should be chosen carefully so as to make the Lai-Massey cipher secure against impossible differential cryptanalysis.

• 정보보호학회논문지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.103-107
• /
• 2005

미 연방 표준 블록 암호 AES에 대한 불능 차분 공격은 $2^{91.5}$개의 선택 평문과 $2^{122}$번의 암호화 과정을 요구하는 6 라운드 공격이 제시되었다$^[4]$. 본 논문에서는 AES에 대한 여러 가지 4 라운드 불능 차분 특성을 소개하고. 이를 이용하여 6 라운드 AES에 대한 향상된 불능 차분 공격을 제시한다. 향상된 6 라운드불능 차분 공격은 $2^{83.4}$개의 선택 평문과 $2^{105.4}$번의 암호화 과정으로 첫 번째와 마지막 라운드 키의 11 바이트를 찾는다.

• 정보보호학회논문지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.13-24
• /
• 2009

CLEFIA는 SONY사에서 제안한 128-비트 블록 암호이다. 그리고 ARIA는 국내 표준으로 선정된 128-비트 블록 암호이다. 본 논문에서는 다중 불능 차분 공격을 소개하고, [7]에서 제시한 9-라운드 불능 차분을 이용하여 다중 불능 차분 공격을 CLEFIA에 적용한다. 또한 [11]에서 제시한 4-라운드 불능 차분을 이용하여 다중 불능 차분 공격을 ARIA에 적용한다. 본 논문의 CLEFIA 및 ARIA에 대한 다중 불능 차분 공격은 지금까지 제안된 불능 차분 공격보다 더 좋은 결과를 보여준다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제13권1호
• /
• pp.435-451
• /
• 2019

Impossible differential cryptanalysis is an essential cryptanalytic technique and its key point is whether there is an impossible differential path. The main factor of influencing impossible differential cryptanalysis is the length of the rounds of the impossible differential trail because the attack will be more close to the real encryption algorithm with the number becoming longer. We provide the upper bound of the longest impossible differential trails of several important block ciphers. We first analyse the national standard of the Russian Federation in 2015, Kuznyechik, which utilizes the 16-byte LFSR to achieve the linear transformation. We conclude that there is no any 3-round impossible differential trail of the Kuznyechik without the consideration of the specific S-boxes. Then we ascertain the longest impossible differential paths of several other important block ciphers by using the matrix method which can be extended to many other block ciphers. As a result, we show that, unless considering the details of the S-boxes, there is no any more than or equal to 5-round, 7-round and 9-round impossible differential paths for KLEIN, Midori64 and MIBS respectively.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제6권2호
• /
• pp.171-179
• /
• 2011

블록 암호는 Feistel 구조와 SPN 구조로 나눌 수 있다. Feistel 구조는 암호 및 복호 알고리즘이 같은 구조이고, SPN 구조는 암호 및 복호 알고리즘이 다르다. SPN 구조에서의 암호 및 복호 라운드 함수는 키 합산층과 S-박스에 의하여 혼돈을 수행하는 치환층 및 확산층의 세 단계로 구성된다. AES, ARIA 등 많은 SPN 구조에서 8 비트 S-박스를 사용하므로 Square 공격, 부메랑 공격, 불능 차분 공격 등이 유효하다. 본 논문에서는 암호와 복호 과정이 동일한 SPN 구조 블록 암호 알고리즘을 제안한다. SPN 구조 전체를 짝수인 N 라운드로 구성하고 1 라운드부터 N/2 라운드까지는 정함수를 적용하고, (N/2)+1 라운드부터 N 라운드까지는 역함수를 적용한다. 또한 정함수단과 역함수단 사이에 대칭 블록을 구성하는 대칭단을 삽입한다. 대칭단은 간단한 비트 슬라이스 대합 S-박스로 구성한다. 비트 슬라이스 대합 S-박스는 Square 공격, 부메랑 공격, 불능 차분 공격 등의 공격을 어렵게 한다. 본 논문에서 제안한 SPN 블록 암호는 제한적 하드웨어 및 소프트웨어 환경인 스마트카드와 전자칩이 내장된 태그와 같은 RFID 환경에서 안전하고 효율적인 암호 시스템을 구성할 수 있다.

• 한국산업정보학회논문지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.9-17
• /
• 2012

본 논문에서는 암호와 복호 과정이 동일한 SPN 구조 256 비트 블록 암호 알고리즘인 가칭 XSB(eXtended SPN Block cipher)를 제안한다. XSB는 짝수 N 라운드로 구성하고, 1 라운드부터 N/2-1 라운드까지는 전함수를 적용하고, N/2+1 라운드부터 N 라운드까지는 후함수를 적용한다. 각 라운드는 키 합산층, 치환층, 바이트 교환층 및 확산층의 네 단계로 구성한다. 또한 전함수단과 후함수단 사이에 대칭 블록을 구성하는 대칭단을 삽입한다. 대칭단은 간단한 비트 슬라이스 대합 S-박스로 구성한다. 비트 슬라이스 대합 S-박스는 Square 공격, 부매랑 공격, 불능차분 공격 등의 공격을 어렵게 한다.