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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2026-03-03 15:20 軽量ブロック暗号SPECK・CHAMにおける砂時計的構造に基づく差分線形解析の実験的検証 ○落合晋也・宮地充子（阪大）  ICSS2025-107 |
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| 抄録 | （和） | 米国国家安全保障局 (NSA) により開発されたSPECKや，韓国の国家保安研究所 (NSR) により開発されたCHAMはARX構造を採用した軽量ブロック暗号であり，その実装効率の高さから注目されている． Gongらは，ARX暗号に対する効率的なDL識別器が，中間部で差分とマスクが収束・拡散する``砂時計的 (Hourglass-like) 構造''を有していることを明らかにした．しかし，既存の理論値と実験値の間には乖離が存在する可能性があり，詳細な実験的検証や，この構造特性を活かしたさらなる解析の余地が残されている． 本研究では，SPECK64およびCHAM64/128を対象に，砂時計的構造に着目した差分線形解析の再評価および改良を行った． CHAM64/128においては，既存の46ラウンド識別器の差分特性において理論値と実験値に乖離があることを確認した．さらに，砂時計的構造の特性である連続する2ビットのマスクが高い相関を維持しやすい点を利用し，新たな46ラウンド識別器を構築した．その結果，攻撃に必要な時間計算量を既存の $O(2^{57.94})$ から $O(2^{56.52})$ へと削減することに成功した． また，SPECK64においては，11～13ラウンド識別器の線形相関がラウンド鍵の値に依存して正負に二分される現象を発見し，その原因がモジュラ加算と排他的論理和の相互作用にあることを突き止めた． これらの結果は，ARX暗号における砂時計的構造の有効性を実証するとともに，より精密な安全性評価の必要性を示している． |
| （英） | We re-evaluate Differential-Linear (DL) cryptanalysis for the ARX ciphers SPECK and CHAM, focusing on the ``Hourglass-like structure.'' While this structure is effective, discrepancies between theoretical and experimental values remain. For CHAM64/128, we experimentally confirmed such discrepancies and constructed a novel 46-round distinguisher using consecutive 2-bit masks, improving time complexity from $O(2^{57.94})$ to $O(2^{56.52})$. For SPECK64, we discovered that the linear correlation of the 11～13-round distinguisher splits into positive or negative values depending on the round key. These results validate the hourglass-like structure's utility and highlight the need for precise experimental verification. |
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| キーワード | （和） | SPECK / CHAM / 差分線形解析 / 砂時計的構造 / 線形解析 / / / |
| （英） | SPECK / CHAM / differential-linear cryptanalysis / Hourglass(-like) structure / linear approximations / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 125, no. 381, ICSS2025-107, pp. 156-161, 2026年3月. | |
| 資料番号 | ICSS2025-107 | |
| 発行日 | 2026-02-24 (ICSS) | |
| 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 | ICSS2025-107 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | ICSS IPSJ-SPT |
| 開催期間 | 2026-03-03 - 2026-03-04 |
| 開催地（和） | 沖縄県立美術館・博物館 |
| 開催地（英） | Okinawa Prefectural Museum & Art Museum |
| テーマ（和） | セキュリティ，トラスト，一般 |
| テーマ（英） | Security, Trust, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | ICSS |
| 会議コード | 2026-03-ICSS-SPT |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 軽量ブロック暗号SPECK・CHAMにおける砂時計的構造に基づく差分線形解析の実験的検証 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Experimental Verification of Differential-Linear Cryptanalysis for Lightweight Block Ciphers SPECK and CHAM Based on Hourglass-like Structure |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | SPECK / SPECK |
| キーワード(2)（和/英） | CHAM / CHAM |
| キーワード(3)（和/英） | 差分線形解析 / differential-linear cryptanalysis |
| キーワード(4)（和/英） | 砂時計的構造 / Hourglass(-like) structure |
| キーワード(5)（和/英） | 線形解析 / linear approximations |
| 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） | 落合 晋也 / Shinya Ochiai / オチアイ シンヤ |
| 第1著者 所属（和/英） | 大阪大学 (略称： 阪大) The University of Osaka (略称： U Osaka) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 宮地 充子 / Atsuko Myaji / |
| 第2著者 所属（和/英） | 大阪大学 (略称： 阪大) The University of Osaka (略称： U Osaka) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2026-03-03 15:20:00 |
| 発表時間 | 20分 |
| 申込先研究会 | ICSS |
| 資料番号 | ICSS2025-107 |
| 巻番号（vol） | vol.125 |
| 号番号（no） | no.381 |
| ページ範囲 | pp.156-161 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2026-02-24 (ICSS) |
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