複数ブランチ構造に対する最大差分特性確率について

• Item type: SIG Technical Reports(1)
• 公開日: 2023-07-17
• タイトル: 複数ブランチ構造に対する最大差分特性確率について
• タイトル / 言語: en
• タイトル: On the Maximum Differential Characteristic Probabilities for Multi-Branch Structures
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: ISEC
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_18gh
• 資源タイプ: technical report
• 著者所属: 兵庫県立大学大学院情報科学研究科
• 著者所属: 三菱電機株式会社
• 著者所属: 兵庫県立大学大学院情報科学研究科
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): University of Hyogo
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Mitsubishi Electric Corporation
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): University of Hyogo
• 著者名: 髙, 和真; 阪本, 光星; 五十部, 孝典
• 著者名(英): Kazuma, Taka; Kosei, Sakamoto; Takanori, Isobe
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 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．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: 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 an 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.
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AA11235941
• 書誌情報: 研究報告コンピュータセキュリティ（CSEC）; 巻 2023-CSEC-102, 号 64, p. 1-8, 発行日 2023-07-17
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 2188-8655
• Notice: SIG Technical Reports are nonrefereed and hence may later appear in any journals, conferences, symposia, etc.
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会