특정 블록암호를 기반으로 한 해쉬함수의 안전성 및 효율성 분석 연구
저자
발행사항
서울 : 국민대학교 일반대학원, 2017
학위논문사항
학위논문(석사)-- 국민대학교 일반대학원 : 금융정보보안학과 정보융합보안전공 2017. 2
발행연도
2017
작성언어
한국어
DDC
332.0285 판사항(23)
발행국(도시)
서울
기타서명
Study of the Security and Efficiency Analysis of the Hash Functions Based on Specific Block Ciphers
형태사항
vii, 72 p. : 삽화 ; 26 cm
일반주기명
지도교수 : 김종성
참고문헌: p. 58-61
소장기관
Abstract
Study of the Security and Efficiency Analysisof the Hash Functions Based on Specific Block Ciphers
by Dowon Kim
Department of Financial Information Security,
Graduate School, Kookmin University
Seoul, Korea.
Hash function is a classic cryptographic primitive applied on various on security environment. Secure hash function should have three properties, pre-image resistance, 2nd pre-image resistance, collision resistance. There are two ways to construct hash functions, one is a dedicated hash functions, and another is a blockcipher-based hash function. Blockcipher-based hash function needs no additional implementation of hash functions besides hashing mode, because they use existing primitives. In regard to security, they have the advantage that if base blockcipher is secure, hash function is secure.
In this paper, we search the related-key linear properties of blockciphers, and present collision attack and 2nd pre-image attack based on this properties. As a result, we were able to show a collision and 2nd pre-image efficiently in many hash functions. In the process of attack, feed-forward of hash function became the vulnerable point. We also show the blockcipher-based hash functions which have provable security can be vulnerable even if base blockcipher is secure on single-key/related-key attack. And, we propose more efficient 2nd pre-image attack than attack introduced by Kelsey and Schneier in EUROCRYPT’05.
We also analyze the efficiency of the compression function of hash functions based on AES/LEA. And we can see that how base block cipher or hash function structure can affect to efficiency of hash functions.
해쉬함수는 여러 보안 환경에 사용되는 대표적인 프리미티브이다. 안전한 해쉬함수는 역상 저항성, 제 2 역상 저항성, 충돌 저항성을 가져야 한다. 해쉬함수를 구성하는 방법에 따라 크게 전용 해쉬함수와 블록암호 기반 해쉬함수로 나눌 수 있는데, 블록암호 기반 해쉬함수는 기존 프리미티브를 이용하기 때문에, 효율성 측면에서 운용 모드 외에 별도의 구현이 필요 없으며, 안전성 측면에서도 기반 블록암호가 안전하다면 해쉬함수도 안전하다는 장점이 있다.
본 논문에서는 블록암호의 연관키 선형 성질을 조사하고, 이를 기반으로 한 해쉬함수의 충돌쌍 공격 및 제 2 역상 공격을 소개한다. 안전성 분석 결과 다양한 해쉬함수에서 효율적으로 충돌쌍 및 제 2 역상을 유도할 수 있었다. 분석 과정에서 해쉬함수의 feed-forward가 공격에 결정적인 영향을 주었으며, 단일키 또는 연관키 공격에 안전한 블록암호를 기반으로 한 해쉬함수도 안전성을 보장할 수 없다는 것을 보였다. 또한, 본 논문의 충돌쌍 공격을 이용하여 2005년 EUROCRYPT에서 Kelsey와 Schneier가 소개한 제 2 역상 공격보다 효율적인 제 2 역상 공격을 제시하였다.
그리고 블록암호 AES와 LEA를 기반으로 한 압축함수의 효율성을 분석하였고, 블록암호 기반 해쉬함수의 효율성에 대해, 기반 블록암호와 해쉬함수의 구조가 어떤 영향을 주는지 알 수 있었다.
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