A Study on Appropriate S-box of DES in Radio Channel

무선채널에 적합한 DES의 S박스에 관한 연구

  • 박미옥 (숭실대학교 컴퓨터학과) ;
  • 최연희 (숭실대학교 컴퓨터학과) ;
  • 전문석 (숭실대학교 정보과학대학)
  • Published : 2004.01.01

Abstract

Nowadays, the development of wireless communications provides a convenience for many people. On the other hand, the openness of wireless communications poses serious security threats and the security of wireless communications is necessary to support the secure communication channel. The common security method on wireless is the stream cipher that generates the pseudorandom number. In this paper, we propose the usage of the nonlinear function S-box and the mechanism according to it in stream cipher as the study to securely protect data transferred on wireless communications. Besides, it goes abreast a study on S-box with the best random characteristic among the used S-boxes on wireless communications. By means of test, we investigate the most appropriate S-box of DES on wireless communications environment and prove the efficiency of the proposed model by comparing and analysis of the randomness of the based stream cipher and the proposed model.

현대의 이동통신 발달은 사용자들에게 많은 편리성을 제공해주고 있다. 이와 반면에, 이동통신의 개방성은 심각한 보안위협이 되고있으며, 안전한 통신채널을 제공하기 위한 이동통신망의 보안은 필수적이다. 이동통신상의 보안으로 주로 사용되는 방법은 의사난수를 생성하는 스트림 암호알고리즘이다. 본 고에서는 이동통신상에서 전송되는 데이터를 보다 안전하게 보호하기 위한 연구로서 스트림 암호알고리즘에 비선형 함수인 S박스의 사용과 그에 대한 메커니즘을 제안한다. 또한, 사용된 S박스 중에서 이동통신 환경에 가장 좋은 랜덤특성을 가지는 S박스에 관한 연구도 병행한다. 실험을 통해, 이동통신 환경에 가장 적합한 DES의 S박스를 조사하고, 기존의 스트림 사이퍼와 제안한 모델의 랜덤성을 비교분석하여 제안한 모델의 효율성을 증명한다.

Keywords

References

  1. 진양규, 임환주, 김창규, 이만영, '다수의 원시다항식을 이용한 비선형 스트림 암호기와 오류제어에 관한 연구', 한국통신학회 추계종합학술 빌표회 논문집, pp. 219-224, 1990
  2. 지성택, 박춘식, '비밀키 암호', TELECOMMUNIATIONS REVIEW:10(5), pp. 877-885, 2000
  3. 박종욱, 황인호, 홍재근, 'RMVD를 이용하는 동기식 스트림 암호 데이터 통신시 난수동기 이탈 검출 알고리즘', 정보보호학회 논문지, 10(3), 2000
  4. 태영수, 이만영, '오류정정부호를 이용한 스트림 암호시스템에 관한 연구', 통신정보보호학회 논문지, 2(1), Dec. 1991
  5. A. Ruppel, 'Analysis and Design of Stream Ciphers,' Springer-Verlag, pp. 1-16, 1986
  6. M. Maxim, D. Pollino, 'Wireless Security,' AMcGraw-Hill RSA press, pp. 15-19, 2002
  7. X. Zhu, H. M. Heys, 'The Analysis of a New class Unbalanced CAST Ciphers,' CCECE'97 IEEE, pp.326-329, 1997
  8. 임웅택, 남길현, "DES 암호알고리즘의 안전성분석과 확장된 DES-like 암호알고리즘의 설계에 관한 연구", 통신정보보보호학회 논문지, 3(2), pp.3-15, Dec. 1993
  9. M. H. Dawon, S. E. Tavares, 'An Expanded Set of Design Criteria for Substituotuin Boxes and Their in strenrhening DES-like Cryptosysems,' IEEE Pacific Rim Conference on Communications, Computers and Signal Processing, pp. 9-10, May 1991
  10. 김범식, 신인철, '해쉬함수와 스트림 암호기의 개발 및 GSM 보안 시스템의 적용', 한국정보처리학회 논문지, 7(8), 2000
  11. A. Biryukov, A. Shamir, D. Wager, 'Real time Cryptanalysis of A5/1 on a PC,' Fast software Encryption Workshop 2000(FSE 2000), pp. 1-18, April 2001
  12. J. Walker, 'ENT A Pseudorandom Number Sequence Test Program,'http://www.fourmitab.ch/random
  13. 홍진근, 손해성, 황찬식, 김상훈, 윤기철, '무선채널에서의 암호통신을 위한 동기식 스트림 암호시스템 구현', 한국통신학회논문지, C(24), pp.894-904, 6.1996