Покращений криптоаналіз SIMON і SPECK

Abstract

This paper analyzes the NSA's lightweight block ciphers SIMON and SPECK. For SIMON, we derive a closed formula for the correlations and differential probabilities of its main nonlinear transformation φ(x)=x⊙S1(x) and describe its DDT/LAT in detail. For SPECK, focusing on modular addition, we re-evaluated its properties and developed simple algorithms for optimal output masks/differences. These results accelerate the cryptanalysis of both ciphers, reducing the complexity of linear and differential attacks while explaining their inherent robustness.Ця робота аналізує полегшені блокові шифри SIMON та SPECK від АНБ. Для SIMON виведено замкнену формулу для кореляцій та диференціальних імовірностей його основного нелінійного перетворення φ(x)=x⊙S1(x) та детально описано його DDT/LAT. Для SPECK, зосередившись на модульному додаванні, переоцінено його властивості та розроблено прості алгоритми для оптимальних вихідних масок/різниць. Ці результати прискорюють криптоаналіз обох шифрів, зменшуючи складність лінійних та диференціальних атак, водночас пояснюючи їхню притаманну стійкість.