Cryptanalysis of Feistel Block Ciphers, SIMON and SEED using Low Data Attack

Abstract

대다수의 블록암호는 Feistel 구조에 기반하고, 이 구조는 암호학자들에 의해 광범위하게 연구된다. 블록암호의 공격은 전체 코드북보다 적은 양의 데이터복잡도와 마스터 키의 전수조사보다 적은 시간복잡도를 이용하는 것을 목표로 한다. 현재 대부분의 공격들은 블록암호에서 공격이 가능한 라운드 수를 늘려가면서 진행된다. 이 논문에서는 블록암호 SIMON과 SEED에의 low data attack을 제시한다. 우리의 공격법은 2015년 Dinur 등에 의해 제안된 공격법을 변형하였다. Dinur 등의 공격법은 기존의 Meet-In-The-Middle 공격과 dissection 공격의 장점을 결합한 방법이다. 우리는 이 공격법을 IONA 공격이라 부른다. SIMON32와 SEED256은 모두 8라운드까지 우리의 공격이 적용되는데, 홀수 라운드 공격법과 짝수 라운드 공격법을 비교하기 위하여 우리는 7라운드 SIMON32의 공격법과 8라운드 SEED256의 공격법을 설명한다. 또한 이 논문은 IONA 공격이 마스터키의 전수조사 공격보다 효율적이 되는 라운드 개수의 상한을 분석한다. 마지막으로, IONA 공격이 현존하는 Feistel 블록암호에 대입하는 것에 대한 한계를 제시한다.;The majority of block ciphers are based on a Feistel structures, which is extensively explored by cryptographers. The Goal of attacks on block ciphers is to attack the cipher using less data than the entire codebook or using less time than exhaustive key search. Most current attacks progress to increasing the attackable number of rounds on block ciphers. In this thesis, we present low data attacks on SIMON and SEED. Our low data attack is modi ed from the method suggested by Dinur et al. in 2015, which is a combined method of the Meet-In-The-Middle attack and the dissection attack. We call the attack of Dinur et al. as IONA attack. SIMON32 and SEED256 are both attackable up to 8-rounds with our attack, but we describe 7-round attack on SIMON32 and 8-round attack on SEED256 for comparing the odd-round attack with the even-round attack. We also analyze the number of rounds which make the time complexity of the IONA attack more effective compared to the exhaustive search of the master key on the block ciphers including SIMON and SEED. Finally, we propose the limitation of IONA attack for applying the attack on the existing Feistel block cipher.