論文の概要: The Nonlinear Filter Model of Stream Cipher Redivivus
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.01110v3
- Date: Mon, 10 Feb 2025 07:19:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-11 14:23:22.110251
- Title: The Nonlinear Filter Model of Stream Cipher Redivivus
- Title（参考訳）: ストリーム・セル・リバイバルの非線形フィルタモデル
- Authors: Claude Carlet, Palash Sarkar,
- Abstract要約: 非線形フィルタモデルは、セキュアストリーム暗号の設計において、古くよく理解されたアプローチである。
我々は、既知の攻撃に対して$kappa$-bitセキュアなストリーム暗号の具体的な提案を行った。
80$-bit、28$-bit、2656$-bitのセキュリティレベルの場合、対応するストリーム暗号の回路はそれぞれ1743.5、2771.5、5607.5 NANDゲートが必要である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 28.8640336189986
- License:
- Abstract: The nonlinear filter model is an old and well understood approach to the design of secure stream ciphers. Extensive research over several decades has shown how to attack stream ciphers based on this model and has identified the security properties required of the Boolean function used as the filtering function to resist such attacks. This led to the problem of constructing Boolean functions which provide adequate security \textit{and} at the same time are efficient to implement. Unfortunately, over the last two decades no good solutions to this problem appeared in the literature. The lack of good solutions has effectively led to nonlinear filter model becoming more or less obsolete. This is a big loss to the cryptographic design toolkit, since the great advantages of the nonlinear filter model are its simplicity, well understood security and the potential to provide low cost solutions for hardware oriented stream ciphers. In this paper, we revive the nonlinear filter model by constructing appropriate Boolean functions which provide required security and are also efficient to implement. We put forward concrete suggestions of stream ciphers which are $\kappa$-bit secure against known types of attacks for $\kappa=80,128,160,192,224$ and $256$. For the $80$-bit, $128$-bit, and the $256$-bit security levels, the circuits for the corresponding stream ciphers require about 1743.5, 2771.5, and 5607.5 NAND gates respectively. For the $80$-bit and the $128$-bit security levels, the gate count estimates compare quite well to the famous ciphers Trivium and Grain-128a respectively, while for the $256$-bit security level, we do not know of any other stream cipher design which has such a low gate count.
- Abstract（参考訳）: 非線形フィルタモデルは、セキュアストリーム暗号の設計において、古くよく理解されたアプローチである。
数十年にわたる大規模な研究により、このモデルに基づいてストリーム暗号を攻撃する方法が示され、そのような攻撃に抵抗するためにフィルタ関数として使用されるブール関数に必要なセキュリティ特性が特定された。
これにより、適切なセキュリティを提供するBoolean関数の構築が効率よく実装できるという問題が発生した。
残念なことに、過去20年間にこの問題に対する良い解決策が文献に現れなかった。
優れた解の欠如により、非線形フィルタモデルは多かれ少なかれ時代遅れとなった。
非線形フィルタモデルの大きな利点は、その単純さ、よく理解されたセキュリティ、そしてハードウェア指向ストリーム暗号に対する低コストなソリューションを提供する可能性である。
本稿では,要求されるセキュリティを提供する適切なブール関数を構築することにより,非線形フィルタモデルを復元し,実装の効率化を図る。
我々は、ストリーム暗号の具体的な提案を行った。これは、既知のタイプの攻撃に対して$\kappa$-bitで、$\kappa=80,128,160,192,224$と$56$である。
80$-bit、28$-bit、2656$-bitのセキュリティレベルの場合、対応するストリーム暗号の回路はそれぞれ1743.5、2771.5、5607.5 NANDゲートが必要である。
80$-bitと128$-bitのセキュリティレベルにおいて、ゲートカウントは有名な暗号であるTriviumとGrain-128aと非常によく比較されている。
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