• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권11호
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• pp.4122-4144
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• 2021

In this fast-paced technological world, the Internet of Things is a ground breaking technology which finds an immense role in the present electronic world which includes different embedded sensors, devices and most other things which are connected to the Internet. The IoT devices are designed in a way that it helps to collect various forms of data from varied sources and transmit them in digitalized form. In modern era of IoT technology data security is a trending issue which greatly affects the confidentiality of important information. Keeping the issue in mind a novel light encryption strategy known as LCB is designed for IoT devices for optimal security. LCB exploits the benefits of Feistel structure and the architectural benefits of substitution permutation network both to give more security. Moreover, this newly designed technique is tested on (Virtex-7) XC7VX330T FPGA board and it takes much little area of 224 GE (Gate Equivalent) and is extremely fast with very less combinational path delay of 0.877 ns. An in-depth screening confirms the proposed work to promise more security to counter cryptographic attacks. Lastly the Avalanche Effect (AE) of LCB showed as 63.125% and 63.875% when key and plaintext (PT) are taken into consideration respectively.

• 정보보호학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.467-476
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• 2017

본 논문에서는 라운드 함수의 업데이트 함수로 SP 구조를 사용하고 비밀 S-box가 적용된 GFN(Generalized Feistel Networks) Type I, Type II, Type III에 대한 안전성을 분석한다. 이 환경에서 공격자는 S-box에 대한 정보를 갖지 못한다. 인테그랄 공격 기법(Integral attack) 기반의 선택 평문 공격으로 9 라운드(Type I), 6 라운드(Type II), 6라운드(Type III)에 대한 비밀 S-box 정보를 복구할 수 있다. 선택 암호문 공격으로 전환할 경우 GFN Type I의 16 라운드까지 비밀 S-box의 정보가 복구된다. 결론적으로 m비트 비밀 S-box와 $k{\times}k$ MDS 행렬이 라운드 함수로 사용된 GFN Type I, Type II, Type III에 대하여 비밀 S-box를 복구하는데 ${\frac{2^{3m}}{32k}},{\frac{2^{3m}}{24k}},{\frac{2^{3m}}{36k}}$만큼의 시간복잡도가 필요하다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2001년도 추계학술발표논문집 (하)
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• pp.823-830
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• 2001

본 논문에서는 데이터 의존 회전 기법과 프로그램 셀룰라 오토마타 기법을 사용한 블록 암호 알고리즘인 가칭 Pkc128(PuKyong Code 128) 암호 알고리즘을 제안한다. 제안한 암호 알고리즘의 블록 크기는 128 비트이고, 키의 치기는 128 비트 이상 가변이며 Feistel Network 구조를 취하였다. 제안한 알고리즘의 안전성을 검정하기 위하여 출력 스트림에 대한 통계적 검정을 실시하였다. 그 결과 16 회전 시에 모든 검정과정을 통과하여 제안된 알고리즘이 통계적으로 안전함을 확인하였다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제3권4호
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• pp.201-204
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• 2005

Twofish is a 128-bit block cipher that accepts a variable-length key up to 256 bits. The cipher is a 16­round Feistel network with a bijective F function made up of four key-dependent 8-by-8-bit S-boxes, a fixed 4­by-4 maximum distance separable matrix over Galois Field$(GF (2^8)$, a pseudo-Hadamard transform, bitwise rotations, and a carefully designed key schedule. In this paper, the Twofish is modeled in VHDL and simulated. Hardware implementation gives much better performance than software-based approaches.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.171-179
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• 2011

블록 암호는 Feistel 구조와 SPN 구조로 나눌 수 있다. Feistel 구조는 암호 및 복호 알고리즘이 같은 구조이고, SPN 구조는 암호 및 복호 알고리즘이 다르다. SPN 구조에서의 암호 및 복호 라운드 함수는 키 합산층과 S-박스에 의하여 혼돈을 수행하는 치환층 및 확산층의 세 단계로 구성된다. AES, ARIA 등 많은 SPN 구조에서 8 비트 S-박스를 사용하므로 Square 공격, 부메랑 공격, 불능 차분 공격 등이 유효하다. 본 논문에서는 암호와 복호 과정이 동일한 SPN 구조 블록 암호 알고리즘을 제안한다. SPN 구조 전체를 짝수인 N 라운드로 구성하고 1 라운드부터 N/2 라운드까지는 정함수를 적용하고, (N/2)+1 라운드부터 N 라운드까지는 역함수를 적용한다. 또한 정함수단과 역함수단 사이에 대칭 블록을 구성하는 대칭단을 삽입한다. 대칭단은 간단한 비트 슬라이스 대합 S-박스로 구성한다. 비트 슬라이스 대합 S-박스는 Square 공격, 부메랑 공격, 불능 차분 공격 등의 공격을 어렵게 한다. 본 논문에서 제안한 SPN 블록 암호는 제한적 하드웨어 및 소프트웨어 환경인 스마트카드와 전자칩이 내장된 태그와 같은 RFID 환경에서 안전하고 효율적인 암호 시스템을 구성할 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.351-358
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• 2016

경량 블록 암호 알고리즘 CLEFIA의 효율적인 하드웨어 설계에 대하여 기술한다. 설계된 CLEFIA 보안 프로세서는 128/192/256-비트의 세 가지 마스터키 길이를 지원하며, 변형된 GFN(Generalized Feistel Network) 구조를 기반으로 8-비트 데이터 패스로 구현되었다. 라운드키 생성을 위한 중간키 계산용 GFN과 암호 복호 라운드 변환용 GFN을 단일 데이터 프로세싱 블록으로 구현하여 하드웨어 복잡도를 최소화하였다. 본 논문의 GFN 블록은 라운드 변환과 128-비트의 중간 라운드키 계산을 위한 4-브랜치 GFN과 256-비트의 중간 라운드키 계산을 위한 8-브랜치 GFN으로 재구성되어 동작하도록 설계되었다. Verilog HDL로 설계된 CLEFIA 보안 프로세서를 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였다. Vertex5 XC5VSX50T FPGA에서 최대 112 MHz 클록으로 동작 가능하며, 마스터키 길이에 따라 81.5 ~ 60 Mbps의 성능을 갖는 것으로 평가되었다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제27권12호
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• pp.974-980
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• 2000

Luby-Rackoff의 논문 이후로 유사 랜덤 순열 생성기에 관한 많은 연구가 있었다. 하지만 대부분의 연구는 대칭 피스텔 네트웍 구조를 이용한 유사 랜덤 순열 생성기에 관한 것이었다. 이 논문에서는 비대칭 피스텔 네트웍 구조를 사용하는 순열 생성기가 유사 랜덤 순열 생성기가 되기 위한 조건을 분석한다. 비대칭 피스텔 네트웍 순열 생성기의 입출력의 크기가 (k+1)n 비트인 경우 논문의 결과는 다음과 같다. 비대칭 피스텔 네트웍이 입력 크기가 kn 비트이고 출력 크기가 n 비트인 유사 랜덤 함수 생성기를 사용하는 경우, 전체 라운드 수가 k+2 이상이면 유사 랜덤 순열 생성기이다. 비대칭 피스텔 네트웍이 입력 크기가 n 비트이고 출력 크기가 kn 비트인 유사 랜덤 함수 생성기를 사용하는 경우, 전체 라운드 수가 k+2 이상이면 유사 랜덤 순열 생성기이다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제28권1_2호
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• pp.45-51
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• 2001

정보 처리량이 증가함에 따라 한번에 많은 양의 평문을 암호화 할 수 있는 입출력이 큰 블록 암호기의 필요성이 대두되고 있다. 하지만 입출력이 큰 블록 암호기를 직접 구현하는 것은 많은 비용이 든다. 따라서 이 논문에서는 기존에 존재하는 블록 암호기를 이용해서 입출력이 큰 블록 암호기를 구현할 수 있는 방법을 제안한다. 그런 뒤 새로 제안된 비대칭 피스텔 네트웍 구조가 안전한 블록 암호기가 되기 위한 조건을 분석한다. 논문의 결과는 다음과 같다. 확장 가능한 비대칭 피스텔 네트웍이 입력과 출력의 크기가 모두 n 비트인 유사 랜덤 함수 생성기를 사용하는 경우, k가 홀수이고 전체 라운드 수가 2k+1이상이면 유사 랜덤 순열 생성기이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.409-411
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• 2015

본 논문은 128/192/256-비트의 마스터키 길이를 지원하는 경량 블록 암호 알고리즘 CLEFIA-128/192/256의 FPGA 설계에 대하여 기술한다. 라운드키 생성을 위한 중간키 생성과 라운드 변환이 단일 데이터 프로세싱 블록으로 처리되도록 설계하였으며, 변형된 GFN(Generalized Feistel Network) 구조와 키 스케줄링 방법을 적용하여 데이터 프로세싱 블록과 키 스케줄링 블록의 회로를 단순화시켰다. Verilog HDL로 설계된 CLEFIA 크립토 프로세서를 FPGA로 구현하여 정상 동작함을 확인하였다. Vertex5 XC5VSX50T FPGA에서 1,563개의 LUT FilpFlop pairs로 구현되었으며, 최대 112 Mhz 81.5/69/60 Mbps의 성능을 갖는 것으로 예측되었다.

• 정보보호학회논문지
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• 제30권5호
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• pp.795-803
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• 2020

본 논문에서는 SP 구조의 F-함수를 가진 4-브랜치 GFN-2 구조에 대한 기지키 구별 공격(Known-Key Distinguishing Attack) 및 부분 충돌 공격(Partial-Collision Attack)을 연구한다. 첫 번째로, 이 구조에 대해 기지키 구별 공격이 15 라운드까지 가능함이 밝혀진다. 두 번째로, 마지막 라운드에 셔플 연산이 있는 경우, 부분 충돌 공격이 14 라운드까지 가능함이 밝혀진다. 마지막으로, 마지막 라운드에 셔플 연산이 없는 경우, 부분 충돌 공격이 15 라운드까지 가능함이 밝혀진다.