• 정보보호학회논문지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.13-22
• /
• 2000

본 논문에서는 Skipjack의 변환규칙 A와 같은 반복적인 구조에 대한 차분 특성 및 선형 근사식의 확률의 상한 값을 제시하고 이를 증명한다. 즉 라운드 함수에 대한 확률의 최대 값이 p이면 15라운드 후에 p4이 됨을 보인다. 따라서 본 논문에서 고려한 구조는 현재까지 DC 및 LC에 대한 안전성을 증명할 수 있는 구조인 Feistel 구조 및 MISTY 구조와 더불어 블록 암호의 설계 방법에 대한 다양성을 제공한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제18권2호
• /
• pp.478-493
• /
• 2024

In this paper, the Mixed Integer Linear Programming (MILP) model is improved for searching differential characteristics of block cipher Midori-64, and 4 search strategies of differential path are given. By using strategy IV, set 1 S-box on the top of the distinguisher to be active, and set 3 S-boxes at the bottom to be active and the difference to be the same, then we obtain a 5-round differential characteristics. Based on the distinguisher, we attack 12-round Midori-64 with data and time complexities of 2⁶³ and 2^103.83, respectively. To our best knowledge, these results are superior to current ones.

• ETRI Journal
• /
• 제42권4호
• /
• pp.619-632
• /
• 2020

Highly dispersive S-boxes are desirable in cryptosystems as nonlinear confusion sublayers for resisting modern attacks. For a near optimal cryptosystem resistant to modern cryptanalysis, a highly nonlinear and low differential probability (DP) value is required. We propose a method based on a piecewise linear chaotic map (PWLCM) with optimization conditions. Thus, the linear propagation of information in a cryptosystem appearing as a high DP during differential cryptanalysis of an S-box is minimized. While mapping from the chaotic trajectory to integer domain, a randomness test is performed that justifies the nonlinear behavior of the highly dispersive and nonlinear chaotic S-box. The proposed scheme is vetted using well-established cryptographic performance criteria. The proposed S-box meets the cryptographic performance criteria and further minimizes the differential propagation justified by the low DP value. The suitability of the proposed S-box is also tested using an image encryption algorithm. Results show that the proposed S-box as a confusion component entails a high level of security and improves resistance against all known attacks.

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

• ETRI Journal
• /
• 제30권1호
• /
• pp.170-172
• /
• 2008

A substitution box (S-box) plays a central role in cryptographic algorithms. In this paper, an efficient method for designing S-boxes based on chaotic maps is proposed. The proposed method is based on the mixing property of piecewise linear chaotic maps. The S-box so constructed has very low differential and linear approximation probabilities. The proposed S-box is more secure against differential and linear cryptanalysis compared to recently proposed chaotic S-boxes.

• 정보보호학회논문지
• /
• 제12권6호
• /
• pp.59-69
• /
• 2002

1993년도에 선형 공격이 Matsui에 의해 제안된 이후에 이를 개량한 여러 선형 공격들이 등장하였다. 그 중에 한가지는 B. Kaliski와 M. Robshaw에 의한 방법인데, 이 방법은 여러 개의 독립적인 선형 근사식을 동시에 이용하여 블록 암호를 공격하는 새로운 방법이였다. 이 방법은 선형 공격 보다 더 적은 기지 평문수를 요구한다는 장점은 있었지만 실제로 그들의 방법을 블록 암호에 적용하는 데에는 문제점이 있었다. 본 고에서는 그러한 문제점을 해결하면서 동시에 여러 개의 독립적인 선형 근사식을 이용할 수 있는 방법을 제시한다. 본 고에서 제시된 방법을 이용했을때 선형 공격에 비해 8,16 라운드 DES에 대해 5배,1.25배 더 적은 기지 평문을 가지고 각각 95%, 86% 확률로 공격에 성공할 수 있었으며, 또한 선택 평문을 이용한 L. R. Knudsen과 J. E. Mathiassen의 방법을 본 고에서 제시한 방법에 접목하면, 약 $2^{40.6}$개 이하의 기지 평문들을 이용하여 86% 성공 확률로 키 15 비트를 찾을 수 있다. 이 결과는 현재까지 DES에 대한 공격 중 가장 우수한 결과이다.

• 정보보호학회논문지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.77-86
• /
• 2005

연관 암호 공격은 키의 길이에 따라 가변 라운드 수를 갖는 블록 암호알고리즘의 키 스케줄의 약점을 이용한 공격으로 2002년 Hongjun Wu에 의해 소개되었다. 이 공격은 두 개의 서로 다른 키 길이에 대해 각기 다른 라운드 수를 갖는 두 암호에서 사용되는 키 쌍이 유사-동치키일 경우에 적용되는 공격이다. 본 논문에서는 이러한 연관 암호 공격을 블록 암호알고리즘의 가장 강력한 공격 방법인 차분 공격과 결합한 차분 연관 암호 공격의 개념을 제시한다. 차분 연관 암호 공격은 기존의 연관 암호 공격에서 라운드 수의 차이가 커짐에 따라 공격 적용의 어려움을 극복한 방법이다. 이 공격법을 이용하여 블록 암호알고리즘 ARIA v.0.9와 SC2000을 분석한다. 또한, 차분 공격 뿐 아니라 선형 공격. 고계 차분 공격 등과 같은 기존의 블록 암호알고리즘 공격들과 연관 암호 공격이 결합 가능함을 이용하여, 가변 라운드 수존 갖는 블록 암호알고리즘인 SAFER++와 CAST-128을 분석한다.

• ETRI Journal
• /
• 제35권1호
• /
• pp.131-141
• /
• 2013

Integral cryptanalysis, which is based on the existence of (higher-order) integral distinguishers, is a powerful cryptographic method that can be used to evaluate the security of modern block ciphers. In this paper, we focus on substitution-permutation network (SPN) ciphers and propose a criterion to characterize how an r-round integral distinguisher can be extended to an (r+1)-round higher-order integral distinguisher. This criterion, which builds a link between integrals and higher-order integrals of SPN ciphers, is in fact based on the theory of direct decomposition of a linear space defined by the linear mapping of the cipher. It can be directly utilized to unify the procedure for finding 4-round higher-order integral distinguishers of AES and ARIA and can be further extended to analyze higher-order integral distinguishers of various block cipher structures. We hope that the criterion presented in this paper will benefit the cryptanalysts and may thus lead to better cryptanalytic results.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제5권6호
• /
• pp.665-673
• /
• 2002

본 논문에서는 LFSR(Linear Feedback Shift Register)의 대안으로 소개되고 있는 셀룰라 오토마타(CA: Cellular Automata)를 소개하고 이를 이용한 새로운 블록 암호 알고리즘을 제안한다. 제안된 블록 암호 알고리즘의 성능과 안전성 평가를 위해 쇄도효과와 수행속도에 대해 표준 블록 암호 알고리즘과 비교를 수행하고 또한 차분 분석법(Differential Cryptanalysis)에 대하여 제안 알고리즘에 대한 축소된 버전으로 평가를 수행한다. 부가적으로 제안 암호 알고리즘의 출력 비트열에 대하여 FIPS PUB 140-2(Federal Information Processing Standards publication 140-2)의 랜덤 수열에 대한 통계적 검정을 수행함으로써 출력 수열이 랜덤함을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제16권5호
• /
• pp.1611-1633
• /
• 2022

At EUROCRYPT 2019, a new block cipher algorithm called BISON was proposed by Canteaut et al. which uses a novel structure named as Whitened Swap-Or-Not (WSN). Unlike the traditional wide trail strategy, the differential and linear properties of this algorithm can be easily determined. However, the encryption speed of the BISON algorithm is quite low due to a large number of iterative rounds needed to ensure certain security margins. Commonly, denoting by n is the data block length, this design requires 3n encryption rounds. Moreover, the block size n of BISON is always odd, which is not convenient for operations performed on a byte level. In order to overcome these issues, we propose a new block cipher, named DBISON, which more efficiently employs the ideas of double layers typical to the BISON-like construction. More precisely, DBISON divides the input into two parts of size n/2 bits and performs the round computations in parallel, which leads to an increased encryption speed. In particular, the data block length n of DBISON can be even, which gives certain additional implementation benefits over BISON. Furthermore, the resistance of DBISON against differential and linear attacks is also investigated. It is shown the maximal differential probability (MDP) is 1/2^n-1 for n encryption rounds and that the maximal linear probability (MLP) is strictly less than 1/2^n-1 when (n/2+3) iterative encryption rounds are used. These estimates are very close to the ideal values when n is close to 256.