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講演抄録/キーワード
講演名 2023-07-25 10:20
複数ブランチ構造に対する最大差分特性確率について
髙 和真兵庫県立大)・阪本光星三菱電機)・五十部孝典兵庫県立大ISEC2023-48 SITE2023-42 BioX2023-51 HWS2023-48 ICSS2023-45 EMM2023-48
抄録 (和) 低遅延疑似ランダム関数 Orthros のような複数ブランチ構造の設計は,内部状態が大きいため,差分攻撃に 対して強いクラスタリング効果を持つ可能性がある.そのため,このような複数ブランチ構造に対する差分クラスタ リング効果の影響を調べることは非常に重要である.本論文では Taka らが示した複数ブランチ構造を持つ疑似ランダ ム関数についてのより高速な差分クラスタリングの評価手法を用いることで疑似ランダム関数 Orthros についての差 分クラスタリング評価を行う.また,Orthros 内部で利用されている鍵付き置換と同様の性質を持つ 3 つの鍵付き置換 からなる 3 ブランチの疑似ランダム関数について差分クラスタリングの評価を行い,ブランチ数が差分攻撃に対する 安全性境界に与える影響を調査する.その結果,Orthros の評価では,1–5 ラウンドにおいて差分クラスタリング効果 が生起せず,6 ラウンドでの差分特性確率が 2−88.63 に向上することを示す.Orthros の鍵付き置換と同様の性質を持つ 新たな鍵付き置換については 1–10 ラウンドにおける最大差分特性確率を示し,9 ラウンドの差分攻撃による識別攻撃 が可能であることを明らかにする. また,3 ブランチ構成での疑似ランダム関数については 1–6 ラウンドにおいて最大 差分特性確率及び差分クラスタリング効果による結果を示し,5 ラウンドでの識別攻撃が可能であることを示す 
(英) The design of multiple-branch-based designs, such as the low-latency pseudo-random function Orthros, holds the potential for strong clustering effects against differential attacks due to their large internal state. Therefore, it is of utmost importance to investigate the impact of the clustering effects on such multiple-branch-based designs. In this paper, we conduct a evaluation of the pseudo-random function Orthros by employing a more efficient evaluation strategy for the clustering effect, as presented by Taka et al., regarding pseudo-random functions with multiple-branch-based designs. Additionally, we evaluate the differential clustering of a three-branch pseudo-random function, which consists of three keyed permutations with similar properties to the keyed permutations used internally in Orthros. This evaluation allows us to examine the influence of the number of branches on the security boundary against differential attacks. As a result, our evaluation of Orthros demonstrates that differential clustering effects do not occur in rounds 1 to 5, but the differential characteristic probability improves in the 6th round to 2−88.63. Regarding a new branch, we present the maximum differential characteristic probability for rounds 1 to 10, thereby revealing the susceptibility to distinguishing attacks in 9 rounds. Furthermore, for Orthros in the three-branch-based designs, we present the maximum differential characteristic probability and the results based on the clustering effects for rounds 1 to 6, indicating the feasibility of a distinguishing attack in 5 rounds.
キーワード (和) 低遅延暗号 / SATソルバー / 差分解析 / / / / /  
(英) Low-latency cipher / SAT solver / differential cryptanalysis / / / / /  
文献情報 信学技報, vol. 123, no. 129, ISEC2023-48, pp. 221-228, 2023年7月.
資料番号 ISEC2023-48 
発行日 2023-07-17 (ISEC, SITE, BioX, HWS, ICSS, EMM) 
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 ISEC2023-48 SITE2023-42 BioX2023-51 HWS2023-48 ICSS2023-45 EMM2023-48

研究会情報
研究会 EMM BioX ISEC SITE ICSS HWS IPSJ-CSEC IPSJ-SPT 
開催期間 2023-07-24 - 2023-07-25 
開催地(和) 北海道自治労会館 
開催地(英) Hokkaido Jichiro Kaikan 
テーマ(和) セキュリティ、一般 (セキュリティサマーサミット2023) 
テーマ(英)  
講演論文情報の詳細
申込み研究会 ISEC 
会議コード 2023-07-EMM-BioX-ISEC-SITE-ICSS-HWS-CSEC-SPT 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 複数ブランチ構造に対する最大差分特性確率について 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) On the Maximum Differential Characteristic Probabilities for Multi-Branch Structures 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 低遅延暗号 / Low-latency cipher  
キーワード(2)(和/英) SATソルバー / SAT solver  
キーワード(3)(和/英) 差分解析 / differential cryptanalysis  
キーワード(4)(和/英) /  
キーワード(5)(和/英) /  
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) 髙 和真 / Kazuma Taka / タカ カズマ
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: Hyogo Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 阪本 光星 / Kosei Sakamoto / サカモト コウセイ
第2著者 所属(和/英) 三菱電機株式会社 (略称: 三菱電機)
MITSUBISHI ELECTRIC Corporation (略称: Mitsubishi Electric)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 五十部 孝典 / Takanori Isobe / イソベ タカノリ
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: Hyogo Univ.)
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講演者 第1著者 
発表日時 2023-07-25 10:20:00 
発表時間 20分 
申込先研究会 ISEC 
資料番号 ISEC2023-48, SITE2023-42, BioX2023-51, HWS2023-48, ICSS2023-45, EMM2023-48 
巻番号(vol) vol.123 
号番号(no) no.129(ISEC), no.130(SITE), no.131(BioX), no.132(HWS), no.133(ICSS), no.134(EMM) 
ページ範囲 pp.221-228 
ページ数
発行日 2023-07-17 (ISEC, SITE, BioX, HWS, ICSS, EMM) 


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