이명규, 홍석희, 성재철, 홍득조, 권동근, 김선엽, 김인성, 신한범,

Vol. 35, No. 6, pp. 1297-1308, 12월. 2025
10.13089/JKIISC.2025.35.6.1297, Full Text:
Keywords: differential cryptanalysis, Hashtable-based Search, AES, Multiple-of-8, Experimental Analysis
Abstract

차분 분석을 적용하는 과정에서 구조체를 통한 데이터의 수집 및 필터링과 키 카운팅 문제를 효율적으로 해결하는 것은 전체 공격 복잡도에 영향을 미친다. 본 논문에서는 차분 분석 과정에서 발생하는 이러한 문제들을 제한된 역상 문제라는 하나의 통합된 이론적 관점에서 접근하고, 이를 효율적으로 해결할 수 있는 새로운 해시 테이블 기반 기법을 제안한다. 제안 기법은 데이터 범위는 크지만 데이터의 개수가 상대적으로 작은 상황에서 메모리 복잡도를 크게 개선할 수 있다. 실험적인 검증을 위해, multiple-of-8 성질을 활용한 축소 라운드 AES 구별자 공격에서의 영 차분 암호문 쌍 탐색 문제에 제안 기법을 적용하여 실험을 수행하였다. 실험 결과, 제안 기법은 병합 정렬과 유사한 성능을 보였으며, 퀵 정렬 대비 약 1.3배 느리지만, C++ 표준 라이브러리의 unordered_map 기반 구현보다 약 5.3배 빠른 실행 속도를 달성하였다. 본 연구 결과는 제한된 역상 문제로 모델링이 가능한 다양한 공격 과정에서 성능 개선 및 메모리 최적화에 활용될 수 있음을 보여준다.

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