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Patrick Neumann

• Our trust in cryptographic primitives is mainly based on the amount of cryptanalysis they receive. This analysis is often performed using a particular description of a primitive and the result can vary depending on the description. We find examples of this and also show when the description of an SPN-primitives is unique. We further analyze the two arguably most important classes of attacks in symmetric-key cryptography: differential and linear ones. As we detail, the differential and linear properties used in the respective attacks can be more pronounced after two rounds than after a single one. In addition, we generalize differential cryptanalysis to commutative cryptanalysis and show how cit can be used to find quite powerful attacks against a slightly modified variant of the block cipher Midori, as well as ones against unmodified Scream. We also discuss how to find such attacks using a trail-based approach and provide an algorithm to automate this process.
• Unser Vertrauen in kryptographische Primitive beruht auf der Kryptoanalyse, die sie erhalten. Diese Analyse basiert oft auf speziellen Beschreibungen der Primitive, so dass das Ergebnis je nach Beschreibung variieren kann. Wir geben Beispiele dafür und zeigen auch, wann die Beschreibung von SPN-Primitiven eindeutig ist. Darüber hinaus nutzen wir diese Erkenntnis, um zu zeigen, dass lineare und differentielle Eigenschaften nach zwei Runden ausgeprägter sein können als nach einer Runde. Zusätzlich verallgemeinern wir die differentielle Kryptoanalyse zur kommutativen Kryptoanalyse und zeigen, wie die kommutative Kryptoanalyse starke Angriffe gegen eine modifizierte Variante der Blockchiffre Midori und die unveränderte Blockchiffre Scream ermöglicht. Wir diskutieren, wie solche Angriffe mit einem spurenbasierten Ansatz gefunden werden können, und stellen einen Algorithmus vor, mit dem dieser Prozess automatisiert werden kann.