| 電子情報通信学会 研究会発表申込システム 講演論文 詳細 |
技報閲覧サービス [ログイン] 技報アーカイブ |
| トップに戻る | 前のページに戻る | [Japanese] / [English] |
| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2025-07-09 10:30 SIMONバリアントに対する拡散性能評価の厳密化 ○巽 浩太・渡部颯斗（東海大）・伊藤竜馬（NICT）・大東俊博（東海大/NICT）  ISEC2025-56 SITE2025-46 BioX2025-70 HWS2025-45 ICSS2025-56 EMM2025-59 |
|
| 抄録 | （和） | CSCML 2024にてWatanabeらは，軽量ブロック暗号であるSIMONのバリアントに対して，深層学習ベースの出力予測攻撃を適用し，従来の攻撃手法では指摘されなかった脆弱な構造を特定した．また，脆弱な構造には，ラウンド関数における拡散性能が原因であることを提示し，ラウンド関数に用いられるAND演算とXOR演算のそれぞれについて，入力の1ビットが影響する確率の伝播を定式化した．しかし，この定式化では演算の性質を考慮しておらず，影響を差分としたとき，AND演算やXOR演算の差分の伝播を正確に表現できていない．そこで，厳密な安全性評価のために，演算の性質を考慮した定式化が必要である．本研究では，まず初めに，シミュレーション実験により入力1ビットの差分により生じる各ラウンドの差分確率を取得し，Watanabeらの定式化から乖離していることを示す．次に，AND演算とXOR演算の入出力差分の定式化を行い，SIMONバリアントの全体のラウンドの差分確率の定式化を行う．その結果，新たな定式化によってより厳密に拡散性能を評価できることが分かった．しかしながら，特定のパラメータによって生じる脆弱な構造では，定式化の想定を超えるラウンドで差分確率が偏ることが判明し，未知の脆弱な構造が残されている可能性が示唆された． |
| （英） | In CSCML 2024, Watanabe et al. applied a neural network-based output prediction (NN) attack to a Simon variant, a family of lightweight block ciphers, and identified vulnerable structure not pointed out by previous attacks. They also showed that the vulnerable structure is caused by the diffusion property of the round function, and formulated the propagation of the probability that a one bit of input affects the AND and XOR operations used in the round function, respectively. However, this formulation does not take into account the nature of the operations and does not accurately represent the propagation of the difference between the AND and XOR operations when the effect is the difference. Therefore, a formulation that takes into account the nature of the operations is needed for rigorous security evaluation. In this study, we first obtain the differential probability of each round caused by the difference of one bit of input through simulation experiments, and show that it deviates from the formulation by Watanabe et al. Next, we formulate the input-output difference between AND and XOR operations, and then also formulate the differential probability of the whole round of SIMON variants. The results show that the new formulation allows for a more rigorous evaluation of the diffusion property. However, it was found that the differential probability was biased at rounds beyond the assumptions of the formulation for weak structures caused by certain parameters, suggesting that there may be unknown vulnerable structure remaining. |
|
| キーワード | （和） | SIMONバリアント / 拡散性能 / / / / / / |
| （英） | SIMON Variant / Diffusion Property / / / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 125, no. 99, ISEC2025-56, pp. 258-265, 2025年7月. | |
| 資料番号 | ISEC2025-56 | |
| 発行日 | 2025-06-30 (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 | ISEC2025-56 SITE2025-46 BioX2025-70 HWS2025-45 ICSS2025-56 EMM2025-59 |
|
| 研究会情報 | |
| 研究会 | HWS BioX ISEC SITE ICSS EMM IPSJ-CSEC IPSJ-SPT |
| 開催期間 | 2025-07-07 - 2025-07-09 |
| 開催地（和） | 札幌コンベンションセンター |
| 開催地（英） | Sapporo Convention Center |
| 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2025） |
| 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 | 2025-07-HWS-BioX-ISEC-SITE-ICSS-EMM-CSEC-SPT |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | SIMONバリアントに対する拡散性能評価の厳密化 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | An Evaluation of Diffusion Property for SIMON Variants |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | SIMONバリアント / SIMON Variant |
| キーワード(2)（和/英） | 拡散性能 / Diffusion Property |
| キーワード(3)（和/英） | / |
| 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） | 巽 浩太 / Kota Tatsumi / タツミ コウタ |
| 第1著者 所属（和/英） | 東海大学 (略称： 東海大) Tokai University (略称： Tokai Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 渡部 颯斗 / Hayato Watanabe / ワタナベ ハヤト |
| 第2著者 所属（和/英） | 東海大学 (略称： 東海大) Tokai University (略称： Tokai Univ.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 伊藤 竜馬 / Ryoma Ito / イトウ リョウマ |
| 第3著者 所属（和/英） | 情報通信研究機構 (略称： NICT) National Institute of Information and Communications Technology (略称： NICT) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 大東 俊博 / Toshihiro Ohigashi / オオヒガシ トシヒロ |
| 第4著者 所属（和/英） | 東海大学/情報通信研究機構 (略称： 東海大/NICT) Tokai University/NICT (略称： Tokai Univ./NICT) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2025-07-09 10:30:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | ISEC |
| 資料番号 | ISEC2025-56, SITE2025-46, BioX2025-70, HWS2025-45, ICSS2025-56, EMM2025-59 |
| 巻番号（vol） | vol.125 |
| 号番号（no） | no.99(ISEC), no.100(SITE), no.101(BioX), no.102(HWS), no.103(ICSS), no.104(EMM) |
| ページ範囲 | pp.258-265 |
| ページ数 | 8 |
| 発行日 | 2025-06-30 (ISEC, SITE, BioX, HWS, ICSS, EMM) |
[研究会発表申込システムのトップページに戻る]