DuX와 YuX는 완전동형암호(FHE) 환경에서 효율적으로 계산되도록 설계된 최신 블록암호 계열로, 저차수 S-box와 순환 선형 계층을 사용한다. 연구진은 선택 암호문 공격 모델에서 두 암호의 복호화 함수의 대수적 차수가 설계자들이 암호화 쪽에서 제시한 값보다 훨씬 느리게 증가한다는 것을 밝히고, 이를 실질적인 키 복구 공격으로 발전시켰다. 완전 12라운드 DuX(F_65537 기반)는 2^32개의 선택 암호문과 45코어시간만으로 마스터키를 복구했으며, YuX 계열인 YupX-65537과 Yu2X-16은 14라운드 중 11라운드까지 동일한 데이터양으로 키를 복구해 Yu2X-16의 필요 데이터양을 기존 2^96에서 2^32로 크게 낮췄다. 이 결과는 독립적인 동시 연구(Liu&Sun)의 전체 라운드 공격 데이터 복잡도도 2^67.58에서 2^32로 낮추는 효과를 가진다.
- •FHE용 블록암호 DuX·YuX의 복호화 함수 대수적 차수가 설계자 예상보다 느리게 증가한다는 점을 발견
- •완전 12라운드 DuX(F_65537)의 마스터키를 2^32 선택 암호문·45코어시간으로 복구
- •YuX 계열(YupX-65537, Yu2X-16) 14라운드 중 11라운드 키를 동일 데이터양으로 복구
- •Yu2X-16 공격 데이터 복잡도를 기존 2^96에서 2^32로 대폭 절감
- •독립적 동시 연구(Liu&Sun)의 전체 라운드 공격 데이터 복잡도도 2^67.58에서 2^32로 낮춤
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Practical Key Recovery Attacks on Full DuX and Reduced-Round YuX
- 1.FHE 평가용으로 설계된 블록암호 DuX·YuX에 대해 선택 암호문 모델 기반 실전 키복구 공격 제시
- 2.전체 12라운드 DuX(F_65537)의 마스터키를 2^32개 선택 암호문·45 코어시간만에 완전 복구
- 3.YuX 계열의 14라운드 중 11라운드 키를 2^32 선택 암호문으로 복구, Yu2X-16 복잡도는 2^96→2^32로 축소
- 4.동시 독립 연구(Liu&Sun)의 전체 라운드 공격 데이터 복잡도도 2^67.58에서 2^32로 낮춤
왜 중요한가?
동형암호 친화적으로 설계된 신규 블록암호가 설계자 예상보다 훨씬 약하다는 것을 실증해, FHE용 암호 원시함수의 안전 마진 재설계가 시급함을 보여준다.
본문 미리보기
DuX and YuX are recent block cipher families designed for efficient evaluation under fully homomorphic encryption. Both keep sixteen words of a large finite field in four blocks, with a low-degree block-wise S-box and a circulant linear layer. We show that, in the chosen-ciphertext model, the algebraic degree of their decryption functions grows far more slowly than the designers' encryption-side evaluation suggests, and we turn this into practical key-recovery attacks. Our starting point is
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