Diferenciální kryptoanalýza šifry Baby Rijndael

Abstract

V této práci se zabýváme metodou diferenciální kryptoanalýzy aplikovanou na šifru Baby Rijndael. V prvních dvou kapitolách se přesvědčíme o podobnosti designového návrhu šifer Rijndael a Baby Rijndael. Dále si uvedeme základní principy diferenciální kryptoanalýzy, kterými jsou předvýpočet diferenciálních charakteristik a jejich následné využití během útoku a extrakce šifrovacího klíče. U předvýpočtu dif. charakteristik se soustředíme na jejich možné sjednocování a shlukování. U metod útoků na šifru zkoumáme jednotlivé parametry, které mají vliv na výslednou úspěšnost získání šifrovacího klíče. V závěru odhadujeme paměťovou a výpočetní složitost jednotlivých variant útoků a porovnáváme naše výsledky s jinými doposud publikovanými pracemi. V provedených útocích se nám povedlo v průměru extrahovat šifrovací klíč ve 26 % v kratším čase oproti hrubé síle.

In this thesis we deal with the methods of differential cryptanalsis applied to the Baby Rijndael cipher. In the first two chapters, we demonstrate the similarness of the Rijndael and Baby Rijndael ciphers. Then we discuss the basic principles of differential cryptanalysis. These are the precomputation of differential characteristics and their later usage for key extraction. We focus on the possibility of merging and clustering of the differential characteristics. We discuss the parameters which have an impact on the overall success of key extraction. Finally we estimate the memory and time complexity of our attack in comparison with the brute force approach and we compare our results to results of other works. In our attack we were able to extract secret key in 26 % cases on average in better time than the brute force attack.