• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.1093-1100
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• 2008

블록 암호를 설계하는 방식으로 크게 Feistel 구조와 SPN 구조로 나눌 수 있다. Feistel 구조는 암호 및 복호 알고리즘이 같은 구조이고, SPN구조는 암호 및 복호 알고리즘이 다르다. 본 논문에서는 암호와 복호 과정이 동일한 SPN 구조 블록 암호 알고리즘을 제안한다. 즉 SPN 구조 전체를 짝수인 N 라운드로 구성하고 1 라운드부터 N/2라운드까지는 정함수를 사용하고, (N/2)+1 라운드부터 N 라운드까지는 역함수를 사용한다. 또한 정함수 단과 역함수 단 사이에 대칭 블록을 구성하는 대칭 단을 삽입한다. 본 논문에서 정함수로는 안전성이 증명된 AES의 암호 알고리즘을, 역함수로는 AES의 복호 알고리즘을 사용하고, 대칭 단은 32 비트 회전과 간단한 논리연산을 사용하여 비선형성을 증가시켜 바이트 또는 워드 단위의 공격에 강하게 한다. 본 논문에서 제안한 암호와 복호가 동일한 대칭 구조 SPN 알고리즘은 하드웨어 구성이 간단한 장점을 가지므로 제한적 하드웨어 및 소프트웨어 환경인 스마트카드와 전자 칩이 내장된 태그와 같은 RFID 환경에서 안전하고 효율적인 암호를 구성할 수 있다.

• 한국항행학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.568-573
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• 2013

본 논문에서는 2008년에 제안된 대칭구조 SPN 블록 암호 알고리즘에 대한 차분 오류 공격을 제안한다. 이 알고리즘은 암호화 과정과 복호화 과정이 동일한 SPN 구조 블록 암호 알고리즘이다. 본 논문에서 소개하는 공격은, 1개의 랜덤 바이트 오류와 $2^8$의 전수조사를 이용하여, 타깃 알고리즘의 128-비트 비밀키를 복구한다. 본 논문의 공격 결과는 대칭구조 SPN 블록 암호 알고리즘에 대한 첫 번째 공격 결과이다.

• 정보보호학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.91-99
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• 2004

Iwata 등은 SPN 구조에 기반한 블록 암호들 중 Serpent에 대한 의사 난수성을 분석하였다. 그들은 Serpent의 구조를 최대한 보존한 상태에서 의사 난수성을 분석하기 위하여 Serpent의 Diffusion layer의 특성을 그대로 보존하여 일반화 한 후 이론을 전개하였다. 본 논문에서는 Serpent가 취한 Diffusion layer 뿐만 아니라 SPN 구조에 기반한 블록 암호들이 취할 수 있는 임의의 Diffusion layer에 대하여 적용 가능한 일반적인 이론을 도출해 낼 것이다. 또한 이러한 일반적인 이론을 Serpent, Crypton, Rijindael 등과 같은 블록 암호들에 적용한 결과를 제시할 것이다.

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

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.860-868
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• 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. 본 논문에서는 암호와 복호 과정이 동일한 SPN 구조 블록 암호 알고리즘인 가칭 SSB를 제안한다. SSB는 짝수 N 라운드로 구성하고, 각 라운드는 라운드 키 덧셈, 치환 계층, 바이트 교환 및 확산 계층으로 구성한다. 치환 계층은 홀수 라운드와 짝수 라운드가 서로 역의 관계를 이룬다. 확산 계층은 MDS 대합 행렬로 구성한다. SSB의 차분 및 선형 공격 확률은 $2^{-306}$로 AES와 동일하다. 본 논문에서 제안한 암호와 복호가 동일한 SPN 블럭 암호는 하드웨어 구성이 간단한 장점을 가지므로 제한적 하드웨어 및 소프트웨어 환경인 스마트카드와 전자 칩이 내장된 태그와 같은 RFID 환경에서 안전하고 효율적인 암호 시스템을 구성할 수 있다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.1-9
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• 2010

블록 암호는 Feistel 구조와 SPN 구조로 나눌 수 있다. Feistel 구조는 암호 및 복호 알고리즘이 같은 구조이고, SPN 구조는 암호 및 복호 알고리즘이 다르다. 본 논문에서는 암호와 복호 과정이 동일한 SPN 구조 블록 암호 알고리즘을 제안한다. 즉 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. 본 논문에서 정함수로는 AES의 암호 알고리즘을, 역함수로는 AES의 복호 알고리즘을 사용하고, 대칭단은 간단한 행렬식과 라운드 키 합산으로 구성한다. 본 논문에서 제안한 암호와 복호가 동일한 변형 AES는 하드웨어 구성이 간단한 장점을 가지므로 제한적 하드웨어 및 소프트웨어 환경인 스마트카드와 전자 칩이 내장된 태그와 같은 RFID 환경에서 안전하고 효율적인 암호 시스템을 구성할 수 있다.

• 한국정보보호학회:학술대회논문집
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• 한국정보보호학회 2003년도 하계학술대회논문집
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• pp.57-61
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• 2003

Iwata 등은 SPN 구조에 기반한 블록 암호들 중 Serpent에 대한 의사 난수성을 분석하였다 ［2］. 그들은 Serpent의 구조를 최대한 보존한 상태에서 의사 난수성을 분석하기 위하여 Serpent의 Diffusion layer의 특성을 그대로 보존하여 일반화 한 후 이론을 전개하였다. 본 논문에서는 Serpent가 취한 Diffusion layer 뿐만 아니라 SPN 구조에 기반한 블록 암호들이 취할 수 있는 임의의 Diffusion layer에 대하여 적용 가능한 일반적인 이론을 도출해낼 것이다.

• 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.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.9-17
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• 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.

• 정보처리학회논문지C
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• 제9C권4호
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• pp.445-452
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• 2002

본 논문에서는 수학적인 이론에 기반한 안전성이 증명 가능한 128 비트 블록 암호 알고리즘을 제안한다. 제안된 SPN 구조 암호 알고리즘에 사용된 active S-box가 많은 16$\times$16 선형변환을 찾았고, 안전성에 대한 증명 방법으로 차분 해독(Differential Cryptanalysis)와 선형해독(Linear Cryptanalysis)에 대하여 증명하였다. 또한 DC와 LC에 영향을 주는 128 비트 블록 암호 알고리즘의 라운드 별 active S-box의 최소 개수, 최대 차분 확률과 최대 선형확률을 구하였다.