Part 03. 대칭키 암호(2)

1.DES(Data Encryption Standard)

1)개요

 :Lucifer 프로젝트

 (1)목적: Data Encryption Standard

 (2)방식: Substitution + Permutation ->중첩

 (3)라운드:16회전(S-box, P-box 각각 한번씩 한것을 회전)

 (4)키는 56bit(64bit-------------->56bit)

                              Parity drop

 (5)평문의 길이 64bit, 키로부터 16개의 서브키를 생성하고 서브키를 각 라운드에서 사용

 

2)DES의 구조

 :Feistel의 변형된 형태

  각 라운드는 라운드 키 생성기에 의해 암호키로부터 생성된 48비트 라운드키를 사용

 (1)라운드 함수

                                                 ->각 라운드에는 암호 요소 혼합기(Mixer)와 교환기(swapper)가 있음

 :라운드 키들(K1-K16)이 역순

  ①암호화 과정에서 1라운드는 K1, 16라운드는 K16을 사용

  ②복호화 과정에서 1라운드는 K16, 16라운드는 K1을 사용

 

 

3)DES 분석

 (1)설계기준

  ①S-box

   -혼돈을 만족

   -비선형 함수

  ②P-box

   :2개의 P box는 비트들을 동시에 확산

 

 (2)취약점 

  ①쇄도효과: 평문 또는 키의 작은 변화가 암호문에 큰 변화

  ②완비성: 암호문의 각 비트가 평문의 많은 비트들에 의존

  ③전사공격에 의해 해독

 

4)다중 DES

 (1)3중 DES

  ①개요

   -금융분야, 호환성중시

   -3DES는 표준X, 블록 암호SEED를 국가표준

  ②2개의 키를 갖는 3중 DES

   -if)K2->K3 => DES와 동일

   -기지평문공격의 가능성이 있음

   ③3개의 키를 갖는 3중 DES

                                                             ->K1≠K2≠K3

  ③복호화는 암호화의 역으로 키3,키2,키1,순으로 진행

  ④DES와의 호환성

   :모든 키를 동일하게 하면 상호 호환성이 가능

 

  ⑤3DES, 2DES는 중간일치공격

2.AES

1)개요

 : 1차심사에서 15개, 2차심사에서 5개중 최종안은 NIST에서 레인달(Rijndael)로 선택

 (1)선정기준: 안정성, 비용, 구현 효율성

 (2)라운드

  :평문과 암호문은 128비트 블록, 라운드는 10,12,14, 키크기는 128,192,256비트 (non-Feistel알고리즘)

 (3)구조도

 (4)특징

  ①non Feistel구조로 SPN구조

  ②하드웨어, 소프트웨어 구조가 용이하다

  ③초경량화 -> 스마트카드와 같은 응용

 

2)암호

 (1)DES에서는 페이스텔 네트워크, 레인달에서는 SPN구조 사용

 (2)AES암호화 과정->레인달 암호화의 1라운드

 

 (3)DES와 AES의 비교

3.기타 대칭키 암호 알고리즘

1)IDEA

 ①스위스 연방기술 기관

 ②Feistel구조를 변형

 ③PGP 데이터 암호 알고리즘

 ④DES보다 2배 빠르고 무차별공격에 효율적

 

2)RC5

 ①가변인 블록 알고리즘

 ②32,64,128비트 블록

 ③cf)RC4는 스트림 암호

 

3)SEED

 ①128비트 비밀키에서 생성된 16개의 64비트 라운드키 사용

 ②Feistel 형태

 

4)ARIA

 

5)HIGHT

 ①저전력, 경량화, 기밀성을 제공

 ②블록함수

 

6)LEA

 :경량, 고속, 블록암호 알고리즘

 

SPN: AES->ARIA  국산

Feistel: DES-> SEED

 

7)블록 알고리즘 종류와 특징