Differential analysis of hash functions and block ciphers: generalized approach

Authors

  • Антон Михайлович Кудін Національний технічний університет України «КПІ»
  • Богдан Анатолійович Коваленко Національний технічний університет України «КПІ»

DOI:

https://doi.org/10.18372/2225-5036.21.8734

Keywords:

information security, hash function, differential analysis, MD5, Feistel scheme, bitconditions, tuneling method

Abstract

Differential analysis approaches are powerful block cipher analysis methods. Similar methods are used for hash function analysis. This paper generalizes differential analysis of unbalanced Feistel scheme based hash functions and Feistel block ciphers. Obtained results demonstrate, despite on some similarity of differential analysis for cipher and hash functions, they have crucial differences, so the same security parameters may belong to different resistances to differential analysis of cipher and hash functions. These results allow generate additional constrictions on security parameters in hash functions which are under development now.

Author Biographies

Антон Михайлович Кудін, Національний технічний університет України «КПІ»

Рік та місце народження: 1971 рік, м. Київ, Україна.

Освіта: Київське вище інженерне радіотехнічне училище протиповітряної оборони імені Маршала авіації О. І. Покришкіна.

Посада: професор кафедри математичних методів захисту інформації фізико-технічного інституту, НТУУ «КПІ».

Наукові інтереси: теоретична криптографія, теорія інформації, асиметрична криптографія, методи реалізації криптографічних систем.

Публікації: більше 100 статей, 3 монографії, посібники, матеріали та тези доповідей на конференціях.

Богдан Анатолійович Коваленко, Національний технічний університет України «КПІ»

Рік та місце народження: 1990 рік, м. Кам’янець-Подільський, Хмельницька область, Україна.

Освіта: Національний технічний університет України «КПІ», 2013 рік.

Посада: аспірант.

Наукові інтереси: криптоаналіз функцій хешування, апаратне прискорення криптоалгоритмів.

Публікації: матеріали та тези доповідей на конференціях.

References

Claude E. Shannon. Communication theory of secrecy systems. The Bell System Technical Journal, 28(4):656–715, October 1949.

Eli Biham & Adi Shamir. Differential cryptanalysis of des-like cryptosystems. In Proceedings of the 10th Annual International Cryptology Conference on Advances in Cryptology, CRYPTO ’90, pages 2–21, London, UK, UK, 1991. Springer-Verlag.

Kazumaro Aoki and Yu Sasaki. Selected areas in cryptography. chapter Preimage Attacks on One-Block MD4, 63-Step MD5 and More, pages 103–119. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2009.

Marc Stevens, Arjen K. Lenstra & Benne de Weger. Chosen-prefix collisions for md5 and applications. IJACT, 2(4):322–359, 2012.

Ralph Charles Merkle. Secrecy, authentication, and public key systems. PhD thesis, Stanford, CA, USA, 1979. AAI8001972.

Tao Xie Fan, Bao Liu Deng, Guo Feng. Could the 1-msb input difference be the fastest collision attack for md5 ? Cryptology ePrint Archive, Report 2008/391, 2008. http://eprint.iacr.org/.

Vlastimil Klima. Tunnels in hash functions:

Md5 collisions within a minute. Cryptology ePrint Archive, Report 2006/105, 2006. http://eprint.iacr.org/.

Xiaoyun Wang & Hongbo Yu. How to break md5 and other hash functions. In In EUROCRYPT. Springer-Verlag, 2005.

Downloads

Published

2015-07-14

How to Cite

Кудін, А. М., & Коваленко, Б. А. (2015). Differential analysis of hash functions and block ciphers: generalized approach. Ukrainian Scientific Journal of Information Security, 21(2), 159–164. https://doi.org/10.18372/2225-5036.21.8734

Issue

Vol. 21 No. 2 (2015)

Section

Cryptology

License

The scientific journal "Ukrainian Scientific Journal of Information Security" adheres to the principles of open science and provides free, free and permanent access to all published materials. The goal of the policy is to increase the visibility, citation and impact of the results of scientific research in the field of information security. The journal works according to the principles of Open Access and does not charge a fee for access to published articles.

All articles are published in Open Access under the Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) license.

Copyright

Authors who publish their works in the journal “Ukrainian Scientific Journal of Information Security”:

  • retain the copyright to their publications;

  • grant the journal the right of first publication of the article;

  • agree to the distribution of their materials under the CC BY 4.0 license;

  • have the right to reuse, archive, and distribute their works (including in institutional and subject repositories), provided that proper reference is made to the original publication in the journal.