| 講演名 | 2022-11-18 複数SP層からなるF関数を用いたType-2一般化Feistel構造のMILPによるActive S-box数解析 岡﨑 雅哉(名大), 岩田 哲(名大), |
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| 抄録(和) | 安全なブロック暗号の構成法として，Type-2一般化Feistel構造(Generalized Feistel Structure，GFS)が知られている．これは内部の$F$関数に入力長が$m$ビットの擬似ランダム関数を用いて，$dm$ビット($dge 4$)のブロック暗号を構成するものである．Type-2 GFSのラウンド間に用いる巡回シフトについて，SuzakiとMinematsuはこれを入力差分の拡散に必要な段数が最も少なくなる最適なblock shuffleに置き換えることを提案した(FSE 2010)．$d=4$の場合のType-2 GFSに対し，BogdanovとShibutaniは$F$関数としてSPS構造を用いることを提案し，Active S-box数の下界を理論的に導出した(DCC~66(1), 2013)．また，$F$関数がSP構造であり，巡回シフトまたは最適なblock shuffleを用いる場合について，SajadiehとVaziriは$d le 16$の範囲でMILPを用いて最小Active S-box数を求めた(Indocrypt 2018)．本論文では，$F$関数がSPS構造またはSPSP構造であり，巡回シフトまたは最適なblock shuffleを用いる場合について，$d le 16$の範囲でMILPを用いて最小Active S-box数を求める． |
| 抄録(英) | Type-2 Generalized Feistel Structure (GFS) is known as a way to construct a secure block cipher. It is a $dm$-bit ($d ge 4$) block cipher using a pseudorandom function with the input size of $m$ bits as the internal $F$-function. For the cyclic shift used between the rounds of Type-2 GFS, Suzaki and Minematsu proposed replacing it with an optimal block shuffle that requires the fewest number of rounds to diffuse input differences (FSE 2010). For Type-2 GFS with $d=4$, Bogdanov and Shibutani proposed to use the SPS structure as the $F$-function and they theoretically derived a lower bound on the number of active S-boxes (DCC~66(1), 2013). For the case where the $F$-function uses the SP structure and a cyclic shift or optimal block shuffle, Sajadieh and Vaziri found the minimum number of active S-boxes by using MILP in the range of $d le 16$ (Indocrypt 2018). In this paper, we derive the minimum number of active S-boxes using MILP in the range of $d le 16$ for the case where the $F$-function has the SPS or SPSP structure, and cyclic shift or optimal block shuffle is used as the shuffle between the rounds. |
| キーワード(和) | ブロック暗号 / Type-2 GFS / Active S-box / MILP |
| キーワード(英) | Block cipher / Type-2 GFS / Active S-box / MILP |
| 資料番号 | ISEC2022-36,SITE2022-40,LOIS2022-20 |
| 発行日 | 2022-11-11 (ISEC, SITE, LOIS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | ISEC / SITE / LOIS |
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| 開催期間 | 2022/11/18(から1日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | 情報セキュリティ，ライフログ活用技術，ライフインテリジェンス，オフィス情報システム，一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 國廣 昇(筑波大学) / 大谷 卓史(吉備国際大) / 戸田 浩之(NTT) |
| 委員長氏名（英） | Noboru Kunihiro(Tsukuba Univ.) / Takushi Otani(Kibi International Univ.) / Hiroyuki Toda(NTT) |
| 副委員長氏名（和） | 四方 順司(横浜国大) / 花岡 悟一郎(産総研) / 森下 壮一郎(サイバーエージェント) / 辰己 丈夫(放送大) / 茂木 学(拓殖大) |
| 副委員長氏名（英） | Junji Shikata(Yokohama National Univ.) / Goichiro Hanaoka(AIST) / Soichiro Morishita(Cyber Agent) / Takeo Tatsumi(Open Univ. of Japan) / Manabu Motegi(Takushoku Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 松田 隆宏(産総研) / 米山 一樹(茨城大) / 藤井 秀之(NRIセキュアテクノロジー) / 鈴木 大助(北陸大) / 深江 一輝(長崎大) / 齋藤 晴美(NTT) |
| 幹事氏名（英） | Takahiro Matsuda(AIST) / Kazuki Yoneyama(Ibaraki Univ.) / Hideyuki Fujii(NRI-Secure) / Daisuke Suzuki(Hokuriku Univ.) / Kazuki Fukae(Nagasaki Univ.) / Harumi Saitou(NTT) |
| 幹事補佐氏名（和） | 花谷 嘉一(東芝) / 橘 雄介(福岡工業大) / 笹川 真奈(NTT) |
| 幹事補佐氏名（英） | Yoshikazu Hanatani(Toshiba) / Yusuke Tachibana(Fukuoka Inst. of Tech.) / Mana Sasagawa(NTT) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Information Security / Technical Committee on Social Implications of Technology and Information Ethics / Technical Committee on Life Intelligence and Office Information Systems |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 複数SP層からなるF関数を用いたType-2一般化Feistel構造のMILPによるActive S-box数解析 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Active S-box Number Analysis with MILP of Type-2 Generalized Feistel Structure Consisting of Multiple SP Layers F-function |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | ブロック暗号 / Block cipher |
| キーワード(2)（和/英） | Type-2 GFS / Type-2 GFS |
| キーワード(3)（和/英） | Active S-box / Active S-box |
| キーワード(4)（和/英） | MILP / MILP |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 岡﨑 雅哉 / Masaya Okazaki |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 岩田 哲 / Tetsu Iwata |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 名古屋大学(略称：名大) Nagoya University(略称：Nagoya Univ.) |
| 発表年月日 | 2022-11-18 |
| 資料番号 | ISEC2022-36,SITE2022-40,LOIS2022-20 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | ISEC-258,SITE-259,LOIS-260 |
| ページ範囲 | pp.32-38(ISEC), pp.32-38(SITE), pp.32-38(LOIS), |
| ページ数 | 7 |
| 発行日 | 2022-11-11 (ISEC, SITE, LOIS) |