We suggest a DES key expansion algorithm which is strong enough to overcome Differential Cryptanalysis(DC) and Linear Cryptanalysis(LC). Checking the weak points of DES, we found that the opened S box provide all information on the various kinds of attack. Using the key expansion we redesigned the S box which is not open to anybody who has no key. DC and LC can not be applied to the suggested algorithm without the redesigned S box information. With the computer experiments we show that the efficiency of this algorithm is almost the same as that of DES with respect to the crypto speed.
현재의 블록 암호화 알고리즘은 암호화키 값을 변환하지 않고 설계되며, 각각의 블록의 라운드 함수들을 적용하며 암호화한다. 그러므로, 반복적인 라운드 구조의 블록암호화 기법을 위한 가장 강력한 방법들인 차분 암호 분석법 또는 선형 암호 분석법에 의해 평문이나 암호화키는 쉽게 노출된다는 취약점을 가지고 있다. 다이내믹 암호는 키의 크기, 라운드의 수, 그리고 평문의 길이가 동시에 측정될 수 있는 특성을 가지고 있다. 다이내믹 네트워크는 대칭적 블록 암호들에 대한 네트워크들 속에서 이러한 특성들을 만족시키는 독특한 네트워크이다. 우리는 중간 결과에 의한 공격, 선형 암호 분석법, 그리고 차분 암호 분석법에 대한 다이내믹 네트워크의 강력함을 분석한다. 또한, 본 논문에서 대칭적인 블록 암호를 위한 다이내믹 네트워크라 불리는 새 네트워크 방식을 제안한다.
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.
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.
Conventional cryptographic algorithms are not sufficient to protect secret keys and data in white-box environments, where an attacker has full visibility and control over an executing software code. For this reason, cryptographic algorithms have been redesigned to be resistant to white-box attacks. The first white-box AES (WB-AES) implementation was thought to provide reliable security in that all brute force attacks are infeasible even in white-box environments; however, this proved not to be the case. In particular, Billet and others presented a cryptanalysis of WB-AES with 230 time complexity, and Michiels and others generalized it for all substitution-linear transformation ciphers. Recently, a collision-based cryptanalysis was also reported. In this paper, we revisit Chow and others's first WB-AES implementation and present a conditional re-encoding method for cryptanalysis protection. The experimental results show that there is approximately a 57% increase in the memory requirement and a 20% increase in execution speed.
Journal of information and communication convergence engineering
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제3권1호
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pp.5-8
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2005
Dynamic cipher has the property that the key-size, the number of round, and the plaintext-size are scalable simultaneously. We present the method for designing secure Dynamic cipher against meet-in-the-middle attack and linear cryptanalysis. Also, we show that the differential cryptanalysis to Dynamic cipher is hard. In this paper we propose a new network called Dynamic network for symmetric block ciphers.
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.
Differential Cryptanalysis(DC) 및 선형암호분석 공격방법은 DES와 같은 비밀키 암호시스템을 실질적으로 공격할 수 있는 효과적인 방법들이다. 본 논문에서는 DC 및 선형암호분석을 통한 DES의 취약점을 분석하고 이를 보완할 수 있는 효과적인 80비트 블록 암호시스템을 설계하였다. 설계된 암호알고리즘은 DES보다 일반 특성과 DC 및 선형암호분석 공격에 대한 비도를 향상시킨 것으로 분석되었다.
본 논문에서는 Zheng이 제시한 비밀키 암호시스템인 SPEED를 개선한 암호시스템을 제안한다. 제안된 암호시스템에서는 암호화에 사용되는 부울 함수를 키에 따라 가변적으로 함수 풀(function pool)로부터 선택함으로써 함수 선택에 대한 약간의 오버헤드만으로 선형 공격(linear cryptanalysis) 및 차분 공격(differential cryptanalysis)등 알려진 공격에 대해 향상된 저항성을 가지도록하였다.
In this paper we propose a new network called Dynamic network for symmetric block ciphers. Dynamic cipher has the property that the key-size, the number of round, and the plaintext-size are scalable simultaneously We present the method for designing secure Dynamic cipher against meet-in-the-middle attack and linear cryptanalysis. Also, we show that the differential cryptanalysis to Dynamic cipher is hard.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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