論文の概要: The Grain Family of Stream Ciphers: an Abstraction, Strengthening of Components and New Concrete Instantiations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.12981v1
• Date: Mon, 17 Nov 2025 05:08:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-18 14:36:24.669968
• Title: The Grain Family of Stream Ciphers: an Abstraction, Strengthening of Components and New Concrete Instantiations
• Title（参考訳）: ストリーム暗号のグラインファミリー--抽象化, 部品強化, 新しいコンクリートインスティファイション
• Authors: Palash Sarkar,
• Abstract要約: 本稿では,ストリーム暗号のGrainファミリーを抽象的に定義する。 また、コンポーネントの新しい、そして強化された定義も提供する。 ストリーム暗号の具体的な提案が7つ提案されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6836789895924147
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The first contribution of the paper is to put forward an abstract definition of the Grain family of stream ciphers which formalises the different components that are required to specify a particular member of the family. Our second contribution is to provide new and strengthened definitions of the components. These include definining new classes of nonlinear Boolean functions, improved definition of the state update function during initialisation, choice of the tap positions, and the possibility of the linear feedback shift register being smaller than the nonlinear feedback shift register. The third contribution of the paper is to put forward seven concrete proposals of stream ciphers by suitably instantiating the abstract family, one at the 80-bit security level, and two each at the 128-bit, 192-bit, and the 256-bit security levels. At the 80-bit security level, compared to the well known Grain~v1, the new proposal uses Boolean functions with improved cryptographic properties \textit{and} an overall lower gate count. At the 128-bit level, compared to ISO/IEC standard Grain-128a, the new proposals use Boolean functions with improved cryptographic properties; one of the proposals require a few extra gates, while the other has an overall lower gate count. At the 192-bit, and the 256-bit security levels, there are no proposals in the literature with smaller gate counts.
• Abstract（参考訳）: 論文の最初のコントリビューションは、家族の特定のメンバーを特定するために必要な異なるコンポーネントを形式化するストリーム暗号のGrainファミリーの抽象的な定義を提示することである。 第2のコントリビューションは、コンポーネントの新しい、そして強化された定義を提供することです。 これには、非線形ブール関数の新しいクラスの定義、初期化時の状態更新関数の定義の改善、タップ位置の選択、非線形フィードバックシフトレジスタよりも小さな線形フィードバックシフトレジスタの可能性が含まれる。 第3の貢献は、抽象的なファミリーを80ビットのセキュリティレベルに、それぞれ128ビット、192ビット、256ビットのセキュリティレベルにインスタンス化することで、ストリーム暗号の具体的な7つの提案を提示することである。 80ビットのセキュリティレベルでは、よく知られたGrain~v1と比較して、新しい提案ではBoolean関数を使用し、暗号特性を改善した。 ISO/IEC標準のGrain-128aに比べて128ビットレベルでは、新しい提案ではBoolean関数を使用して暗号特性を改善している。 192ビットと256ビットのセキュリティレベルでは、より小さなゲート数を持つ文献には提案がない。

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