경량 블록 암호 PIPO의 MILP-Aided 디비전 프로퍼티 분석 및 인테그랄 공격

Vol. 31, No. 5, pp. 875-888, 10월. 2021
10.13089/JKIISC.2021.31.5.875, Full Text:
Keywords: Integral Attack, PIPO, Division property, MILP Modeling, Linear combination
Abstract

본 논문에서는 경량 블록 암호 PIPO에 대한 인테그랄 구별자(integral distinguisher)을 탐색한 결과를 통해 8-라운드 PIPO-64/128에 대한 키 복구 공격을 수행한다. ICISC 2020에서 제안된 경량 블록 암호 PIPO는 고차 마스킹 구현을 고려한 설계를 통해 부채널 공격에 대한 저항성을 갖는 효율적인 구현이 가능하다. 동시에 차분 분석, 선형 분석 등의 다양한 분석법을 적용하여 PIPO의 안전성을 보였다. 그러나 인테그랄 공격에 대해, 5-라운드 이상의 인테그랄 구별자가 존재하지 않을 것이라고 제안되었을 뿐 인테그랄 공격에 대한 안전성 분석은 현재까지 수행된 바 없다. 본 논문에서는 MILP 기반 Division Property를 통해 PIPO에 대한 인테그랄 구별자를 탐색하는 방법을 제시하고, 기존의 결과와 달리 6-라운드 인테그랄 구별자가 존재함을 보인다. 뿐만 아니라, PIPO의 라운드 함수 구조를 활용하여 입출력에 대한 선형 변환을 고려하는 인테그랄 구별자 탐색 방법을 통해 총 136개의 6-라운드 인테그랄 구별자를 제시한다. 마지막으로, 획득한 6-라운드 인테그랄 구별자 중 4개를 이용하여 의 시간 복잡도와 의 메모리 복잡도를 가지는 8-라운드 PIPO-64/128 키 복구 공격을 제안한다.

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Cite this article
[IEEE Style]
김제성, 홍석희, 성재철, 홍득조, 김성겸 and 김선엽, "경량 블록 암호 PIPO의 MILP-Aided 디비전 프로퍼티 분석 및 인테그랄 공격," Journal of The Korea Institute of Information Security and Cryptology, vol. 31, no. 5, pp. 875-888, 2021. DOI: 10.13089/JKIISC.2021.31.5.875.

[ACM Style]
김제성, 홍석희, 성재철, 홍득조, 김성겸, and 김선엽. 2021. 경량 블록 암호 PIPO의 MILP-Aided 디비전 프로퍼티 분석 및 인테그랄 공격. Journal of The Korea Institute of Information Security and Cryptology, 31, 5, (2021), 875-888. DOI: 10.13089/JKIISC.2021.31.5.875.