• Journal of the Korea Institute of Information Security & Cryptology
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• v.32 no.5
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• pp.807-816
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• 2022

See-In-The-Middle (SITM) is an analysis technique that uses Side-Channel information for differential cryptanalysis. This attack collects unmasked middle-round power traces when implementing block ciphers to select plaintext pairs that satisfy the attacker's differential pattern and utilize them for differential cryptanalysis to recover the key. Romulus, one of the final candidates for the NIST Lightweight Cryptography standardization competition, is based on Tweakable block cipher Skinny-128-384+. In this paper, the SITM attack is applied to Skinny-128-384 implemented with 14-round partial masking. This attack not only increased depth by one round, but also significantly reduced the time/data complexity to 2^14.93/2^14.93. Depth refers to the round position of the block cipher that collects the power trace, and it is possible to measure the appropriate number of masking rounds required when applying the masking technique to counter this attack. Furthermore, we extend the attack to Romulus's Nonce-based AE mode Romulus-N, and Tweakey's structural features show that it can attack with less complexity than Skinny-128-384.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2022.05a
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• pp.169-172
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• 2022

2015년부터 NIST에서는 경량 암호 공모전을 개최하여 저사양 기기에서 활용할 경량 암호 알고리즘을 개발해오고 있다. 본 논문에서는 경량 암호 공모전에서 발표된 Romulus 암호에 활용되는 Tweakey 프레임워크로 설계된 Tweakable 블록암호 Skinny의 최적화 구현을 최신 프로세서 중 하나인 Apple M1 프로세서 상에서 진행하였다. M1 프로세서는 ARMv8 아키텍처로 설계되었으며, ARMv8 벡터 명령어 중 TBL 명령어를 활용한 라운드 함수의 효율적인 구현으로 최적화를 진행하였다. Skinny 블록암호의 블록 길이 128-bit 구현을 진행하였으며, 해당 프로세서에서 구현된 skinny 구현 연구가 없기 때문에 Referenc C코드와 비교를 진행하였다. 성능 측정 결과 128-bit 키 길이에서는 약 19배의 성능 향상을 확인하였으며, 키 길이 384-bit에서는 약 32배의 높은 성능 향상을 확인할 수 있다.