• 정보보호학회논문지
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• 제33권6호
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• pp.869-879
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• 2023

Sparkle은 NIST에서 최근까지 진행한 경량 암호 표준화 프로세스의 최종 후보 알고리즘 중 하나로서, 비선형 퍼뮤테이션이며, 인증 암호화 알고리즘 Schwaemm 및 해시함수 Esch의 핵심 구성 요소이다. 본 논문에서는 Sparkle의 두 버전 Sparkle384의 6 라운드와 Sparkle512의 7 라운드에 대해 특정한 형태의 입력 차분과 출력 차분을 제시하고, 그것을 만족시키는 입력쌍을 찾는 복잡도에 관한 공식을 제시한다. 또한, 같은 입출력 크기를 갖는 랜덤 퍼뮤테이션에 대한 동일 작업 보다 복잡도가 훨씬 낮을 가능성이 매우 크다는 것을 보인다. 그러므로, 이것들은 유효한 구별 공격이 된다. 공격되는 라운드 수(6과 7)는 실제 사용되는 라운드 수의 최소값(7과 8)과 매우 가깝다.

• 정보보호학회논문지
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• 제33권3호
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• pp.401-410
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• 2023

본 논문에서는 NIST LWC 최종후보 중 하나인 SPARKLE을 64-비트 ARMv8 프로세서 상에서 최적화하는 방안에 대해 제안한다. 제안 방법은 두 가지로서 ARM A64 명령어를 이용한 구현과 NEON ASIMD 명령어를 이용한 구현이다. A64 기반 제안구현은 ARMv8 상에서 가용한 레지스터를 효율적으로 사용할 수 있도록 레지스터 스케줄링을 수행하여 최적화한다. 최적화된 A64 기반 제안구현을 활용할 경우 Raspberry Pi 4B에서 C언어 참조구현보다 1.69~1.81배 빠른 속도를 얻을 수 있다. 두 번째로, ASIMD 기반 제안구현은 하나의 벡터명령어를 통해 3개 이상의 ARX-box를 병렬적으로 수행하도록 데이터를 병렬적으로 구성하여 최적화한다. 최적화된 ASIMD 기반 제안구현은 A64 기반 제안구현보다 일반적인 속도는 떨어지지만, SPARKLE256에서 SPARKLE512로 블록 크기가 증가할 때 A64 기반 제안구현에서는 속도가 2.1배 느려지는 것에 비해 ASIMD 기반제안구현에서는1.2배밖에 느려지지 않다는 장점이 있다. 따라서 기존 SPARKLE보다 더 큰 블록 크기를 갖는 SPARKLE 변형 블록 암호 또는 순열 설계 시 ASIMD 기반 제안구현이 더 효율적이므로 유용한 자료로써 활용 가능하다.