Análise do AES e sua criptoanálise diferencial

Abstract

Desde seu estabelecimento como novo padrão de cifragem com chave simétrica, o algoritmo AES tem sido um objetivo importante para várias técnicas de criptoanálise, muitas dessas explorando versões com rodadas reduzidas e buscando encontrar novas fraquezas. Dentre estas técnicas, a criptoanálise diferencial tem um importante papel por ser uma base sólida para o desenvolvimento de novos métodos, e o seu entendimento se tornou essencial para qualquer criptoanalista. Neste trabalho, uma breve explicação sobre o algoritmo, assim como algumas critptoanálises recentes, do AES são apresentadas, seguidas por uma visão geral de um ataque à versão de uma rodada, e um exemplo completo de um ataque à versão de duas rodadas, onde ambos ataques são baseados na criptoanálise diferencial. Dois programas interativos foram desenvolvidos, sendo um para auxiliar no ensino do algoritmo AES e o outro para facilitar, de certa maneira, o entendimento de uma dentre as várias técnicas de criptoanálise diferencial.

Since its establishment as the new symmetric-key encryption standard, the AES algorithm has been an important objective of multiple cryptanalysis techniques, many of them exploring round-reduced variants and aiming at finding new weaknesses. Amongst these techniques, differential cryptanalysis plays an important role for being a solid basis in the development of new methods, and its understanding has become essential to any cryptanalyst. In this work, a brief explanation about the algorithm and some recent successful cryptanalysis of AES is given, followed by the overview of a one round-reduced attack, and a full example of a two round-reduced variant attack, where both attacks are based in differential cryptanalysis. Two interactive applications have been developed, one to support the teaching of the AES algorithm and the other to facilitate, somehow, the understanding of one of its many differential cryptanalysis techniques.