Genetic Algorithm as Optimization Tool for Differential Cryptanalysis of DES6

Dworak, Kamil; Boryczka, Urszula

doi:10.1007/978-3-319-67077-5_11

Cited by 8 publications

(5 citation statements)

References 10 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…This chapter describes the analysis of the proposed memetic attack MASA and NGA in terms of the quality and number of solutions obtained [ 22 ]. It was important to check whether the suggested algorithms make it possible to improve the time of finding the correct subkey.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Breaking Data Encryption Standard with a Reduced Number of Rounds Using Metaheuristics Differential Cryptanalysis

Dworak

Boryczka

2021

Entropy

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

This article presents the author’s own metaheuristic cryptanalytic attack based on the use of differential cryptanalysis (DC) methods and memetic algorithms (MA) that improve the local search process through simulated annealing (SA). The suggested attack will be verified on a set of ciphertexts generated with the well-known DES (data encryption standard) reduced to six rounds. The aim of the attack is to guess the last encryption subkey, for each of the two characteristics Ω. Knowing the last subkey, it is possible to recreate the complete encryption key and thus decrypt the cryptogram. The suggested approach makes it possible to automatically reject solutions (keys) that represent the worst fitness function, owing to which we are able to significantly reduce the attack search space. The memetic algorithm (MASA) created in such a way will be compared with other metaheuristic techniques suggested in literature, in particular, with the genetic algorithm (NGA) and the classical differential cryptanalysis attack, in terms of consumption of memory and time needed to guess the key. The article also investigated the entropy of MASA and NGA attacks.

show abstract

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Breaking Data Encryption Standard with a Reduced Number of Rounds Using Metaheuristics Differential Cryptanalysis

Dworak

Boryczka

2021

Entropy

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…У [19] вони ж разом із Налєпою та Кавулком показують атаку на SDES із застосуванням генетичного алгоритму і експериментально доводять ефективність міметичного підходу, який дозволяє суттєво скорочувати час роботи алгоритму за рахунок використання процедури детермінованого локального пошуку. Пізніше, у [20], Дворак і Боричка використовують генетичний алгоритм, як знаряддя для диференціального аналізу, атакуючи уже DES6.…”

Section: інформаційні технологіїunclassified

“…Також доведено, що цей алгоритм має переваги і перед генетичним алгоритмом, і перед PSO. У [35] Дворак і Боричка узагальнюють свої результати, здобуті у [18], [19], [20]. Для диференціального криптоаналізу DES6 вони модифікують міметичний алгоритм, застосовуючи імітаційний відпал замість процедури детермінованого локального пошуку.…”

Section: інформаційні технологіїunclassified

Огляд Застосування Метаевристичного Підходу В Криптоаналізі

КУБАЙЧУК

2023

Вісник ХНТУ

View full text Add to dashboard Cite

Криптографічний захист інформації є важливою складовою інформаційної безпеки. Розробка нових методів криптоаналізу допомагає зрозуміти межі стійкості наявних криптосистем. Сучасний криптоаналіз опирається на різні математичні дисципліни, зокрема, на теорію та методи оптимізації. Враховучи загальновизнані вимоги до стійкості шифрів, задача розшифрування може розглядатися як задача комбінаторної оптимізації. Методи та алгоритми комбінаторної оптимізації сьогодні відіграють важливу роль у дослідженнях, пов’язаних з колом проблем, що безпосередньо впливають на інформаційну безпеку. Задача криптографічного захисту інформації вирішується створенням нових та вдосконаленням існуючих алгоритмів шифрування. З іншого боку, стрімко зростаючі можливості обчислювальної техніки відкривають практичні передумови впровадження технологій криптоаналізу, недоступних раніше. Зокрема, до актуальних технологій криптоаналізу можна віднести застосування оптимізаційних рандомізованих алгоритмів для інтелектуального дослідження простору пошуку з метою отримання прийнятного результату. Теоретично обгрунтовано, що такі алгоритми, за певних умов, дозволяють отримати розв’язок, коли ймовірність успіху дуже мала. Основним інструментом аналізу ефективності оптимізаційних рандомізованих алгоритмів є обчислювальний експеримент. Аналіз можливості, особливостей та меж застосування метаевристичних алгоритмів криптоаналітиками вказує на перспективу використання метаевристичного підходу як універсального методу криптоаналізу. В роботі обгрунтовується необхідність розвитку нових методів криптоаналізу із застосуванням метаевристик, міститься ретрспективний огляд публікацій за останній період в даній області. Число публікацій свідчить про актуальність напрямку досліджень.

show abstract

“…In recent years, researchers have begun applying modern optimization algorithms and machine learning to differential analysis. The original attempts to analyze data encryption standard (DES), Feistel cipher, and tiny encryption algorithm (TEA) with genetic algorithms have been explored by [13]- [17]. They focus on distinguishing or identifying weak keys.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Differential Analysis of ARX Block Ciphers Based on an Improved Genetic Algorithm

Kang

Jiao

et al. 2023

Chinese J. Elect.

View full text Add to dashboard Cite

Differential cryptanalysis is one of the most critical analysis methods to evaluate the security strength of cryptographic algorithms. This paper first applies the genetic algorithm to search for differential characteristics in differential cryptanalysis. A new algorithm is proposed as the fitness function to generate a high-probability differential characteristic from a given input difference. Based on the differential of the differential characteristic found by genetic algorithm, Boolean satisfiability (SAT) is used to search all its differential characteristics to calculate the exact differential probability. In addition, a penalty-like function is also proposed to guide the search direction for the application of the stochastic algorithm to differential cryptanalysis. Our new automated cryptanalysis method is applied to SPECK32 and SPECK48. As a result, the 10-round differential probability of SPECK32 is improved to 2 −30.34 , and a 12-round differential of SPECK48 with differential probability 2 −46.78 is achieved. Furthermore, the corresponding differential attacks are also performed. The experimental results show our method's validity and outstanding performance in differential cryptanalysis.

show abstract

Genetic Algorithm as Optimization Tool for Differential Cryptanalysis of DES6

Cited by 8 publications

References 10 publications

Breaking Data Encryption Standard with a Reduced Number of Rounds Using Metaheuristics Differential Cryptanalysis

Breaking Data Encryption Standard with a Reduced Number of Rounds Using Metaheuristics Differential Cryptanalysis

Огляд Застосування Метаевристичного Підходу В Криптоаналізі

Differential Analysis of ARX Block Ciphers Based on an Improved Genetic Algorithm

Contact Info

Product

Resources

About