본 논문에서는 최근 제안된 소프트웨어 구현에 적합한 (블록 단위) 스트림 암호는 HELIX, SCREAM, MUGI, PANAMA 알고리즘들의 대수적 공격에 대한 안전성을 분석한다. 대수적 공격은 알려진 입출력 쌍을 가지고 내부 알고리즘의 기본 대수 방정식을 이용하는 방법으로, 과포화된 다변수 연립 방정식을 통하여 변수의 값을 얻고 이를 이용하여 키를 복구해내는 방업이다. 이 분석법은 초기 대수적 특성을 지닌 블록 암호의 분석에 적용되었으나. 이후 블록 암호보다는 스트림 암호의 분석에 보다 용이하게 적용되었다. 그러나 일반적인 알고리즘을 이 분석법을 그대로 적용하기에는 많은 어려움이 존재한다. 따라서 본 논문에서는 최근 제안된 워드 단위의 소프트웨어 구현에 적합한 스트림 암호의 각 알고리즘에 대해 대수적 방정식과 변수의 수를 비교 및 분석함으로써 각 알고리즘의 대수적 공격에 대한 내성을 살펴본다. 또한 이러한 분석을 통해 대수적 공격에 안전한 소프트웨어 구현에 적합한 스트림 암호의 설계 시 고려해야 할 세 가지 설계 고려사항을 제시한다.
In this paper we consider the security of recently proposed software-orienred stram cipher HELIX, SCREAM, MUGI, and PANAMA against algebraic attacks. Algebraic attack is a key recovery attack by solving an over-defined system of multi-variate equations with input-output pairs of an algorithm. The attack was firstly applied to block ciphers with some algebraic properties and then it has been mon usefully applied to stream ciphers. However it is difficult to obtain over-defined algebraic equations for a given cryptosystem in general. Here we analyze recently proposed software-oriented stream ciphers by constructing a system of equations for each cipher. furthermore we propose three design considerations of software-oriented stream ciphers.
