論文の概要: Quantum-enhanced symmetric cryptanalysis for S-AES

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.05380v1
• Date: Tue, 11 Apr 2023 17:46:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-12 13:47:50.124706
• Title: Quantum-enhanced symmetric cryptanalysis for S-AES
• Title（参考訳）: s-aesの量子エンハンス対称暗号解析
• Authors: Alexey Moiseevskiy
• Abstract要約: ダウンスケールSimplifed-AES暗号に対するGroverの攻撃を最適化するアルゴリズムを提案する。 16ビットのS-AESの場合、提案された攻撃は一般に23量子ビットが必要であり、4,8,12ビットが折り畳みでリークされた場合、19,15,11である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Advanced Encryption Standard is one of the most widely used and important symmetric ciphers for today. It well known, that it can be subjected to the quantum Grover's attack that twice reduces its key strength. But full AES attack requires hundreds of qubits and circuit depth of thousands, that makes impossible not only experimental research but also numerical simulations of this algorithm. Here we present an algorithm for optimized Grover's attack on downscaled Simplifed-AES cipher. Besides full attack we present several approaches that allows to reduce number of required qubits if some nibbles of the key are known as a result of side-channel attack. For 16-bit S-AES the proposed attack requires 23 qubits in general case and 19, 15 or 11 if 4, 8 or 12 bits were leaked in specifc confguration. Comparing to previously known 32-qubits algorithm this approach potentially allows to run the attack on today's NISQ-devices and perform numerical simulations with GPU, that may be useful for further research of problem-specifc error mitigation and error correction techniques.
• Abstract（参考訳）: 高度な暗号化標準は、今日最も広く使われ、重要な対称暗号の一つである。 量子グローバーの攻撃を受けることで、鍵強度を2倍に減らすことが知られている。 しかし、完全なAES攻撃は数百の量子ビットと数千の回路深度を必要とするため、実験的な研究だけでなく、このアルゴリズムの数値シミュレーションも不可能である。 本稿では,低スケールSimplifed-AES暗号に対するGroverの攻撃を最適化するアルゴリズムを提案する。 フルアタックの他に、キーのニブルがサイドチャネルアタックの結果として知られている場合、必要なキュービット数を削減できるいくつかのアプローチを提案する。 16ビットs-aesの場合、提案された攻撃は一般的なケースでは23キュービット、specifcで4、8、12ビットがリークされた場合19または15または11が必要となる。 これまで知られていた32-qubitsアルゴリズムと比較して、このアプローチは現在のNISQデバイスに対する攻撃を実行し、GPUで数値シミュレーションを実行することが可能であり、問題特異的なエラー軽減とエラー訂正技術の研究に有用である。

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