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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2022-03-11 11:35 AES instructionを用いたラージブロック置換の改良とその応用 ○中橋元輝・芝 廉太朗・阪本光星・Liu Fukang（兵庫県立大）・伊藤竜馬（NICT）・峯松一彦（NEC）・五十部孝典（兵庫県立大/NICT/JST）  IT2021-115 ISEC2021-80 WBS2021-83 RCC2021-90 |
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| 抄録 | （和） | 256 bitや512 bitのブロック長を持つラージブロック置換は，ハッシュ関数や置換ベースのスポンジ関数での利用の観点で注目されている．既存のラージブロック置換としては，Feistel構造でAES-NI命令のみで実装可能なSimpira v2や，SPN構造でAES-NI命令とSIMD命令によるワード置換命令を用いて実装可能なHaraka v2がある．また，CSS2021において中橋らは，AES-NIのみを用いた最適なFeistel型ラージブロック置換を差分/線形攻撃に対する安全性評価の観点から示している．本研究では，中橋らがターゲットにした構成に対して不能差分/Integral攻撃に対する安全性評価も行ったうえで， AESの命令数やサイクル数の理論的/実験的評価により絞り込みを行い， 安全性と速度の観点で最適な256 bitや512 bit置換の構成方法を示す．さらに， 最適な置換から短入力ハッシュ関数を構成し，既存の構成との速度比較を行った．結果として，本研究の構成は，最新のIntelのプロセッサ(Ice Lake, Tiger Lake, Alder Lake)において既存の構成と比較して，17%以上の高速化を達成した．特に，512-bit置換の場合，置換単体と短入力ハッシュ関数それぞれの場合において25%以上の高速化を達成した． |
| （英） | In CSS2021, Nakahashi et al. showed an optimal Feistel-type large-state permutations using only AES-NI from the security evaluation against differential/linear attacks. In this study, we further evaluate the security of the constructions targeted by Nakahashi et al. against the impossible differential/integral attacks and search for optimal constructions. We also implemented the optimal constructions as a hash function and compared the speed with existing constructions. As a result, we show that the encryption with 256-bit and 512-bit permutations and hash functions we identified are faster than that with the existing constructions. | |
| キーワード | （和） | ラージブロック置換 / AES Instruction / 差分/線形攻撃 / 不能差分/Integral攻撃 / 短入力ハッシュ関数 / / / |
| （英） | Large-state permuation / AES instruction / differential/linear attacks / impossible differential/integral attacks / short-input hash function / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 121, no. 429, ISEC2021-80, pp. 188-195, 2022年3月. | |
| 資料番号 | ISEC2021-80 | |
| 発行日 | 2022-03-03 (IT, ISEC, WBS, RCC) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | IT2021-115 ISEC2021-80 WBS2021-83 RCC2021-90 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | IT ISEC RCC WBS |
| 開催期間 | 2022-03-10 - 2022-03-11 |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | ISEC・IT・RCC・WBS合同研究会 |
| テーマ（英） | Joint Meeting of ISEC, IT, RCC, and WBS |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | ISEC |
| 会議コード | 2022-03-IT-ISEC-RCC-WBS |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | AES instructionを用いたラージブロック置換の改良とその応用 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Improved Large-state Permutation based on AES instruction and Its Applications |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | ラージブロック置換 / Large-state permuation |
| キーワード(2)（和/英） | AES Instruction / AES instruction |
| キーワード(3)（和/英） | 差分/線形攻撃 / differential/linear attacks |
| キーワード(4)（和/英） | 不能差分/Integral攻撃 / impossible differential/integral attacks |
| キーワード(5)（和/英） | 短入力ハッシュ関数 / short-input hash function |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 中橋 元輝 / Motoki Nakahashi / ナカハシ モトキ |
| 第1著者 所属（和/英） | 兵庫県立大学 (略称： 兵庫県立大) University of Hyogo (略称： Univ. Hyogo) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 芝 廉太朗 / Rentaro Shiba / シバ レンタロウ |
| 第2著者 所属（和/英） | 兵庫県立大学 (略称： 兵庫県立大) University of Hyogo (略称： Univ. Hyogo) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 阪本 光星 / Kosei Sakamoto / |
| 第3著者 所属（和/英） | 兵庫県立大学 (略称： 兵庫県立大) University of Hyogo (略称： Univ. Hyogo) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | Liu Fukang / Fukang Liu / |
| 第4著者 所属（和/英） | 兵庫県立大学 (略称： 兵庫県立大) University of Hyogo (略称： Univ. Hyogo) |
| 第5著者 氏名（和/英/ヨミ） | 伊藤 竜馬 / Ryoma Ito / イトウ リョウマ |
| 第5著者 所属（和/英） | 国立研究開発法人 情報通信研究機構 (略称： NICT) National Institute of Information and Communications Technology (略称： NICT) |
| 第6著者 氏名（和/英/ヨミ） | 峯松 一彦 / Kazuhiko Minematsu / ミネマツ カズヒコ |
| 第6著者 所属（和/英） | 日本電気株式会社 (略称： NEC) NEC Corporation (略称： NEC) |
| 第7著者 氏名（和/英/ヨミ） | 五十部 孝典 / Takanori Isobe / イソベ タカノリ |
| 第7著者 所属（和/英） | 兵庫県立大学/国立研究開発法人 情報通信研究機構/国立研究開発法人 科学技術振興機構 (略称： 兵庫県立大/NICT/JST) University of Hyogo/National Institute of Information and Communications Technology/PRESTO, Japan Science and Technology (略称： Univ. Hyogo/NICT/PRESTO) |
| 第8著者 氏名（和/英/ヨミ） | / / |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2022-03-11 11:35:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | ISEC |
| 資料番号 | IT2021-115, ISEC2021-80, WBS2021-83, RCC2021-90 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | no.428(IT), no.429(ISEC), no.430(WBS), no.431(RCC) |
| ページ範囲 | pp.188-195 |
| ページ数 | 8 |
| 発行日 | 2022-03-03 (IT, ISEC, WBS, RCC) |
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