Resurseffektiva kryptografiska primitiver blir grundläggande för att förverkliga både säkerhet och effektivitet i inbyggda system som RFID-taggar och sensornoder. Bland dessa primitiva, lätt block chiffer spelar en viktig roll som en byggsten för säkerhetsprotokoll. I detta papper beskriver vi en ny familj av lätta blockchiffer som heter KLEIN, som är utformad för resursanpassade enheter som trådlösa sensorer och RFID-taggar. Jämfört med de relaterade förslagen, har KLEIN fördel i programvaran prestanda på äldre sensorplattformar, medan dess hårdvaruimplementering kan vara kompakt också. Nyckelord. Block chiffer, Trådlöst sensornätverk, lågresursimplementering. i både hårdvara och programvara. På FSE'07, Leander et al. [31] föreslog en familj av nya lätta varianter av DES, som kallas DESL\DESX\DESXL. Huvudidén med de nya varianterna av DES är att använda bara en S-box rekursivt, istället för åtta olika S-boxar. Bogdanov m.fl. föreslås [2] en ultralätt block chiffer som kallas PRESENT. Designen av PRESENT är extremt hårdvarueffektiv, eftersom den använder ett helt trådbundet diffusionslager utan någon algebraisk enhet. KATAN och KTANTAN är utformade som en familj av ultralätta block chiffer av De Cannière et al. [15].................................................................. Både KATAN och KTANTAN använder en 80-bitars nyckellängd med 32, 48 eller 64-bitars blockstorlek, medan KTANTAN är mer kompakt i hårdvara eftersom dess nyckel kommer att vara oföränderligt bränd på enheter. År [17], Engels m.fl. föreslog en ny ultralätt krypteringsalgoritm med 256 bitars nyckellängd och 16 bitars blockstorlek, kallad Hummingbird, för resursbegränsad utrustning. Säkerheten för ett blockchiffer bör analyseras i stor utsträckning innan det genomförs på bred front. Biham m.fl. har upptäckt en omöjlig differentialattack på 31 av Skipjacks 32 rundor [1]. En trunkerad differentialattack publicerades också mot 28 omgångar av Skipjack av Knudsen m.fl. Detta beslut riktar sig till Konungariket Spanien. Granboulan [22] lade fram ett reviderat resultat i den differentierade analysen av Skipjack. Genom att utnyttja sitt periodiska nyckelschema, monteras en kompletterande bild attack på hela 32 rundor av Skipjack [42]. Angreppet kräver bara 2 32.5 kända texter och 2 44 krypteringar av Skipjack. I en NESSIE-rapport visade Knudsen och Raddum [26] att "indirekt läge" NOEKEON fortfarande var sårbar för vissa egendomliga typer av relaterade-nyckel kryptoanalys, och upptäckte svagheter i NOEKEON-variant chiffers som kastar tvivel på designstrategin bakom NOEKEON och därmed på dess säkerhet. Som ett resultat av detta valdes inte NOEKEON ut av NESSIE. Även om PRESENT har ett hårdvarueffektivt diffusionslager, har olika attacker tillämpats på PRESENT på grund av dess diffusionsegenskaper, t.ex. den svaga nyckelattacken [39, 40], den linjära attacken [6] och mättnadsattacken [7]. Bogdanov och Rechberger [4] har nyligen föreslagit ett möte i mitten på KTANTAN. Det är fortfarande ett utmanande arbete att designa ett lätt blockchiffer som har en bra säkerhetsmarginal och motstår alla kända attacker. Prestanda hos ett block chiffer är också en viktig faktor för resursbefruktade enheter. De flesta av de lätta förslagen hävdar sin effektivitet i hårdvara. Området i Gate motsvarigheter (GE) används ofta som ett mått på kompaktiteten i hårdvaruimplementeringen. Generellt sett är en GE lika med det område som krävs av NAND-porten med två ingångar med den lägsta körstyrkan för lämplig teknik [41]. PRESENT, till exempel, har en kompakt implementering med 1570 GE i en 64-bitars bredd datapath [3], samt en mycket lätt implementation med 1000 GE [43]. MCrypton och DESXL är också konkurrenskraftiga eftersom de ligger nära 2000 års GE-barriär. HÖGT är mindre attraktivt eftersom området i GE är över 3000 GE, vilket ligger nära det bästa genomförandet av AES [23] (med 3100 GE) och [19] (med 3400 GE). KATAN och KTANTAN är de mest hårdvarueffektiva blockchiffer som kräver mindre än 1000 GE [15]. Vanligtvis har sensorer bättre kapacitet för kraft och hårdvara än RFID-taggar. Eftersom programimplementeringar har fördelarna med flexibilitet och ekonomi inom tillverkning och underhåll, tror man att programvarueffektiva blockchiffer är mer praktiska för sensorer. I detta dokument är en ny familj av block chiffers som kallas KLEIN utformad för resurs-konstruerade enheter. Jämfört med de relaterade förslagen har KLEIN fördelen av programvara prestanda på äldre sensorplattformar och samtidigt dess hårdvaruimplementering kan också vara kompakt. Vår säkerhetsanalys visar att KLEIN har en konservativ säkerhetsmarginal mot olika kryptoanalyser. Resten av detta dokument är organiserat enligt följande. I avsnitt 2 och 3 beskrivs motivet och specifikationen för KLEIN-familjen. I Avsnitt 4 analyseras säkerheten i KLEIN genom att överväga kända attacker. Jämfört med relaterade lättviktsförslag diskuteras en detaljerad prestanda hos KLEIN i avsnitt 5. Avsnitt 6 avslutar dokumentet.
Till exempel i REF beskriver författarna en ny familj av lätta blockchiffer som heter KLEIN, som är utformade för att kunna användas som byggstenar för säkerhet i resursbegränsade enheter.
KLEIN: A New Family of Lightweight Block Ciphers
{'venue': 'RFIDSec', 'journal': None, 'mag_field_of_study': ['Computer Science', 'Physics']}