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2015 | OriginalPaper | Buchkapitel

Differential Cryptanalysis of Round-Reduced Simon and Speck

verfasst von : Farzaneh Abed, Eik List, Stefan Lucks, Jakob Wenzel

Erschienen in: Fast Software Encryption

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Abstract

This paper presents differential attacks on Simon and Speck, two families of lightweight block ciphers that were presented by the U.S. National Security Agency in June 2013. We describe attacks on up to slightly more than half the number of rounds. While our analysis is only of academic interest, it demonstrates the drawback of the intensive optimizations in Simon and Speck.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Alizadeh, J., Bagheri, N., Gauravaram, P., Kumar, A., Sanadhya, S.K.: Linear Cryptanalysis of Round Reduced SIMON. Cryptology ePrint Archive, Report 2013/663 (2013). http://eprint.iacr.org/ Alizadeh, J., Bagheri, N., Gauravaram, P., Kumar, A., Sanadhya, S.K.: Linear Cryptanalysis of Round Reduced SIMON. Cryptology ePrint Archive, Report 2013/663 (2013). http://​eprint.​iacr.​org/​
3.
Zurück zum Zitat Beaulieu, R., Shors, D., Smith, J., Treatman-Clark, S., Weeks, B., Wingers, L.: The SIMON and SPECK Families of Lightweight Block Ciphers. Cryptology ePrint Archive, Report 2013/404 (2013). http://eprint.iacr.org/ Beaulieu, R., Shors, D., Smith, J., Treatman-Clark, S., Weeks, B., Wingers, L.: The SIMON and SPECK Families of Lightweight Block Ciphers. Cryptology ePrint Archive, Report 2013/404 (2013). http://​eprint.​iacr.​org/​
4.
Zurück zum Zitat Biham, E., Dunkelman, O., Keller, N.: The Rectangle Attack - Rectangling the Serpent. In: Pfitzmann, B. (ed.) EUROCRYPT 2001. LNCS, vol. 2045, pp. 340–357. Springer, Heidelberg (2001) Biham, E., Dunkelman, O., Keller, N.: The Rectangle Attack - Rectangling the Serpent. In: Pfitzmann, B. (ed.) EUROCRYPT 2001. LNCS, vol. 2045, pp. 340–357. Springer, Heidelberg (2001)
5.
Zurück zum Zitat Biryukov, A., Velichkov, V.: Automatic Search for Differential Trails in ARX Ciphers (Extended Version). Cryptology ePrint Archive, Report 2013/853 (2013). http://eprint.iacr.org/ Biryukov, A., Velichkov, V.: Automatic Search for Differential Trails in ARX Ciphers (Extended Version). Cryptology ePrint Archive, Report 2013/853 (2013). http://​eprint.​iacr.​org/​
6.
Zurück zum Zitat Bogdanov, A.A., Knudsen, L.R., Leander, G., Paar, C., Poschmann, A., Robshaw, M., Seurin, Y., Vikkelsoe, C.: PRESENT: An Ultra-Lightweight Block Cipher. In: Paillier, P., Verbauwhede, I. (eds.) CHES 2007. LNCS, vol. 4727, pp. 450–466. Springer, Heidelberg (2007) Bogdanov, A.A., Knudsen, L.R., Leander, G., Paar, C., Poschmann, A., Robshaw, M., Seurin, Y., Vikkelsoe, C.: PRESENT: An Ultra-Lightweight Block Cipher. In: Paillier, P., Verbauwhede, I. (eds.) CHES 2007. LNCS, vol. 4727, pp. 450–466. Springer, Heidelberg (2007)
7.
Zurück zum Zitat Borghoff, J., et al.: PRINCE: A Low-Latency Block Cipher for Pervasive Computing Applications - Extended Abstract. In: Sako, K., Wang, X. (eds.) ASIACRYPT 2012. LNCS, vol. 7658, pp. 208–225. Springer, Heidelberg (2012) Borghoff, J., et al.: PRINCE: A Low-Latency Block Cipher for Pervasive Computing Applications - Extended Abstract. In: Sako, K., Wang, X. (eds.) ASIACRYPT 2012. LNCS, vol. 7658, pp. 208–225. Springer, Heidelberg (2012)
8.
Zurück zum Zitat De Cannière, C., Dunkelman, O., Knežević, M.: KATAN and KTANTAN: A Family of Small and Efficient Hardware-Oriented Block Ciphers. In: Clavier, C., Gaj, K. (eds.) CHES 2009. LNCS, vol. 5747, pp. 272–288. Springer, Heidelberg (2009) De Cannière, C., Dunkelman, O., Knežević, M.: KATAN and KTANTAN: A Family of Small and Efficient Hardware-Oriented Block Ciphers. In: Clavier, C., Gaj, K. (eds.) CHES 2009. LNCS, vol. 5747, pp. 272–288. Springer, Heidelberg (2009)
9.
Zurück zum Zitat Gong, Z., Nikova, S., Law, Y.W.: KLEIN: A New Family of Lightweight Block Ciphers. In: Juels, A., Paar, C. (eds.) RFIDSec 2011. LNCS, vol. 7055, pp. 1–18. Springer, Heidelberg (2012) Gong, Z., Nikova, S., Law, Y.W.: KLEIN: A New Family of Lightweight Block Ciphers. In: Juels, A., Paar, C. (eds.) RFIDSec 2011. LNCS, vol. 7055, pp. 1–18. Springer, Heidelberg (2012)
10.
Zurück zum Zitat Guo, J., Peyrin, T., Poschmann, A., Robshaw, M.: The LED Block Cipher. In: Preneel, B., Takagi, T. (eds.) CHES 2011. LNCS, vol. 6917, pp. 326–341. Springer, Heidelberg (2011) Guo, J., Peyrin, T., Poschmann, A., Robshaw, M.: The LED Block Cipher. In: Preneel, B., Takagi, T. (eds.) CHES 2011. LNCS, vol. 6917, pp. 326–341. Springer, Heidelberg (2011)
11.
Zurück zum Zitat Hong, D., et al.: HIGHT: A New Block Cipher Suitable for Low-Resource Device. In: Goubin, L., Matsui, M. (eds.) CHES 2006. LNCS, vol. 4249, pp. 46–59. Springer, Heidelberg (2006) Hong, D., et al.: HIGHT: A New Block Cipher Suitable for Low-Resource Device. In: Goubin, L., Matsui, M. (eds.) CHES 2006. LNCS, vol. 4249, pp. 46–59. Springer, Heidelberg (2006)
12.
Zurück zum Zitat Lim, C.H., Korkishko, T.: mCrypton - A Lightweight Block Cipher for Security of Low-Cost RFID Tags and Sensors. In: Song, J.-S., Kwon, T., Yung, M. (eds.) WISA 2005. LNCS, vol. 3786, pp. 243–258. Springer, Heidelberg (2006) Lim, C.H., Korkishko, T.: mCrypton - A Lightweight Block Cipher for Security of Low-Cost RFID Tags and Sensors. In: Song, J.-S., Kwon, T., Yung, M. (eds.) WISA 2005. LNCS, vol. 3786, pp. 243–258. Springer, Heidelberg (2006)
13.
Zurück zum Zitat Lipmaa, H.: On Differential Properties of Pseudo-Hadamard Transform and Related Mappings. In: Menezes, A., Sarkar, P. (eds.) INDOCRYPT 2002. LNCS, vol. 2551, pp. 48–61. Springer, Heidelberg (2002) Lipmaa, H.: On Differential Properties of Pseudo-Hadamard Transform and Related Mappings. In: Menezes, A., Sarkar, P. (eds.) INDOCRYPT 2002. LNCS, vol. 2551, pp. 48–61. Springer, Heidelberg (2002)
14.
Zurück zum Zitat Lipmaa, H., Moriai, S.: Efficient Algorithms for Computing Differential Properties of Addition. In: Matsui, M. (ed.) FSE 2001. LNCS, vol. 2355, pp. 336–350. Springer, Heidelberg (2002) Lipmaa, H., Moriai, S.: Efficient Algorithms for Computing Differential Properties of Addition. In: Matsui, M. (ed.) FSE 2001. LNCS, vol. 2355, pp. 336–350. Springer, Heidelberg (2002)
15.
Zurück zum Zitat Matsui, M.: On Correlation Between the Order of S-boxes and the Strength of DES. In: De Santis, A. (ed.) EUROCRYPT 1994. LNCS, vol. 950, pp. 366–375. Springer, Heidelberg (1995) Matsui, M.: On Correlation Between the Order of S-boxes and the Strength of DES. In: De Santis, A. (ed.) EUROCRYPT 1994. LNCS, vol. 950, pp. 366–375. Springer, Heidelberg (1995)
16.
Zurück zum Zitat Wu, W., Zhang, L.: LBlock: A Lightweight Block Cipher. In: Lopez, J., Tsudik, G. (eds.) ACNS 2011. LNCS, vol. 6715, pp. 327–344. Springer, Heidelberg (2011) Wu, W., Zhang, L.: LBlock: A Lightweight Block Cipher. In: Lopez, J., Tsudik, G. (eds.) ACNS 2011. LNCS, vol. 6715, pp. 327–344. Springer, Heidelberg (2011)
Metadaten
Titel
Differential Cryptanalysis of Round-Reduced Simon and Speck
verfasst von
Farzaneh Abed
Eik List
Stefan Lucks
Jakob Wenzel
Copyright-Jahr
2015
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-46706-0_27