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경량 블록암호 알고리즘 설계 연구 동향 원문보기

情報保護學會誌 = KIISC review, v.30 no.3, 2020년, pp.25 - 29  

홍득조 (전북대학교 IT정보공학과)

초록
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하드웨어 및 소프트웨어의 최적화는 제품의 성능 및 기능 향상, 개발 비용 최소화 등에 직접적인 영향을 미치는 매우 중요한 요소이다. 이러한 필요성에 따라, 암호학자들은 경량 암호 알고리즘을 가용 자원이 제한된 다양한 환경에서 효율적으로 구현 및 동작할 수 있는 암호 알고리즘으로 정의하고, 그것에 맞는 다양한 설계 방법들이 연구해왔다. 본고에서는 경량 블록암호 알고리즘 설계 연구 동향을 소개하고, 향후 전망에 대해 논의한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 마지막으로, 흥미로운 두 가지 연구 방향을 소개하고자 한다. 경량 블록암호의 공통적인 특징 중 하나는 키스케줄이 극도로 단순하다는 것이다.
  • 암호 알고리즘의 설계는 알고리즘 개발, 취약점 분석, 새로운 설계 방법 제안으로 이어지는 정반합의 연속으로 발전해왔다. 이 글에서는 경량 블록암호 알고리즘 설계 발전 과정 및 연구 동향을 소개하고, 향후 전망에 대해 논의한다.
  • 블록암호에 사용되는 비선형 논리에 관한 색다른 연구로는 버터플라이 구조[23]를 들 수 있다. 이 연구는 작은 입출력 길이를 갖는 비선형 연산을 이용하여 큰입출력 길이를 갖는 비선형 연산을 만드는 것이 주된 목적이다. 물론, 작은 입출력 길이를 갖는 S-box를 기반 으로 어떤 블록암호 구조를 적용하여 큰 입출력 길이를갖는 S-box를 만드는 시도는 많이 있었으나, 버터플라이 구조는 수학적으로 APN(Almost Perf ect Nonlinear) 함수를 지향한다는 점에서 차별화된다.
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참고문헌 (25)

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  7. L. Perrin, A. Udovenko, and A. Biryukov, "Cryptanalysis of a Theorem: Decomposing the Only Known Solution to the Big APN Problem," CRYPTO 2016, LNCS 9815, Springer, pp. 93-122, 2016. 

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  12. N. Mouha, Q. Wang, D. Gu, and B. Preneel, "Differential and Linear Crypt analysis Using Mixed-Integer Linear Programming," Inscrypt 2011, LNCS 7537, Springer, pp. 57-76, 2011. 

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  14. A. Biryukov, V. Velichkov, and Y. Le Corre, "Automatic Search for the Best Trails in ARX: Application to Block Cipher Speck," FSE 2016, LNCS 9783, Springer, pp. 289-310, 2016. 

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  21. O. Dunkelman, N. Keller, and A. Shamir, "Minimalism in Cryptography: The Even-Mansour Scheme Revisited," EUROCRYPT 2012, LNCS 7237, Springer, pp. 336-354, 2012. 

  22. S. Banik, S. K. Pandey, T. Peyrin, Y. Sasaki, S. M. Sim, and Y. Todo, "GIFT: A Small Present - Towards Reaching the Limit of Lightweight Encryption," CHES 2017, LNCS 10529, Springer, pp. 321-345, 2017. 

  23. L. Perrin, A. Udovenko, and A. Biryukov, "Cryptanalysis of a Theorem: Decomposing the only known Solution to the big APN Problem," CRYPTO 2016, LNCS 9815, Springer, pp. 93-122, 2016. 

  24. D. Roh, B. Koo, Y. Jung, I. Jeong, D. Lee, D. Kwon, and W.-H. Kim, "Revised Version of Block Cipher CHAM," ICISC 2019, LNCS 11975, Springer, pp. 1-19, 2019. 

  25. C. Beierle, G. Leander, A. Moradi, and S. Rasoolzadeh, "CRAFT: Lightweight Tweakable Block Cipher with Efficient Protection Against DFA Attacks," IACR Transactions on Symmetric Cryptology, 2019(1), pp. 5-45. 

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