检索结果-内蒙古大学图书馆

电子学报 2024年第6期52卷 1896-1902页

作者：赵琪樊婷韦永壮桂林电子科技大学广西密码学与信息安全重点实验室广西桂林541004

fbc(Feistel-based Block Cipher)是入围全国密码算法设计竞赛第二轮的轻量级分组密码.由于它具备算法结构简洁、安全性高及软硬件实现性能卓越等优点,备受业界广泛关注.fbc密码算法的数据分组长度和密钥长度至少为128比特,记为fbc-128... 详细信息

fbc(Feistel-based Block Cipher)是入围全国密码算法设计竞赛第二轮的轻量级分组密码.由于它具备算法结构简洁、安全性高及软硬件实现性能卓越等优点,备受业界广泛关注.fbc密码算法的数据分组长度和密钥长度至少为128比特,记为fbc-128.目前对fbc-128算法差分攻击的最好结果是12轮,时间复杂度为293.41次加密,数据复杂度为2122个选择明文对.然而,fbc算法是否存在更长的差分区分器,能否对其进行更高轮数的密钥恢复攻击仍有待解决.本文基于混合整数线性规划(MILP)的自动化搜索方法,提出了“分段统计法”来求解fbc-128的差分特征.实验测试结果表明:fbc-128存在15轮差分区分器,其概率为2-121.然后将其向后扩展1轮,对16轮fbc-128算法发起密钥恢复攻击,其数据复杂度为2121个选择明文数据量,时间复杂度为292.68次加密.与已有结果相比,差分区分器和密钥恢复攻击都提升了4轮,并且所需的数据复杂度和时间复杂度更低.

关键词：自动化分析混合整数线性规划分组密码算法差分区分器密钥恢复攻击 fbc算法

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轻量级分组密码算法fbc的积分分析

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密码学报（中英文） 2024年第3期11卷 681-691页

作者：谢雨欣高莹北京航空航天大学网络空间安全学院北京100191 中关村实验室北京100194

fbc算法是由冯秀涛等人于2018年在中国密码学会举办的全国密码算法设计竞赛中提出的轻量级分组密码算法,包含fbc128-128、fbc128-256和fbc256-256三个版本,具有轻量化、安全性高和软硬件实现灵活等特点.本文基于比特可分性和MILP方法搜... 详细信息

fbc算法是由冯秀涛等人于2018年在中国密码学会举办的全国密码算法设计竞赛中提出的轻量级分组密码算法,包含fbc128-128、fbc128-256和fbc256-256三个版本,具有轻量化、安全性高和软硬件实现灵活等特点.本文基于比特可分性和MILP方法搜索fbc算法的积分区分器.首先,将fbc算法的轮函数拆分为S盒、复制和异或等基本运算,根据比特可分性在基本运算中的传播规律,构建线性不等式刻画比特可分性的传播;其次,通过将所得线性不等式组作为约束条件,构建MILP模型寻找积分区分器最高轮数的下界,并提出判断r轮积分区分器是否存在的算法;最终,结果表明fbc128-128/256和fbc256-256的积分区分器轮数可分别达到11轮和14轮,均优于现有积分分析结果.

关键词：积分分析轻量级分组密码 fbc算法混合整数线性规划

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轻量级分组密码算法fbc

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密码学报 2019年第6期6卷 768-785页

作者：冯秀涛曾祥勇张凡曾光唐灯甘国华王永兴中国科学院数学与系统科学研究院中国科学院数学机械化重点实验室北京100190 湖北大学数学与统计学学院应用数学湖北省重点实验室武汉430062 兴唐通信科技有限公司北京100191 战略支援部队信息工程大学网络空间安全学院数学工程与先进计算国家重点实验室郑州450001 西南交通大学数学学院成都610031 北京太一云科技有限公司北京100125 北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 中国科学院大学数学学院北京100049

fbc是一族轻量级分组密码算法,主要包含fbc128-128,fbc128-256和fbc256-256三个版本,可支持128和256两种比特长度的明文分组以及128和256两种比特长度的密钥.fbc算法采用4路两重Feistel结构设计,在结构上通过增加两个异或操作的微小代... 详细信息

fbc是一族轻量级分组密码算法,主要包含fbc128-128,fbc128-256和fbc256-256三个版本,可支持128和256两种比特长度的明文分组以及128和256两种比特长度的密钥.fbc算法采用4路两重Feistel结构设计,在结构上通过增加两个异或操作的微小代价较大提高整体结构的扩散特性.非线性函数F采用切片技术,其中,S盒基于NFSR构造,其各项密码学性质达到最优,同时硬件实现代价达到最小,为最轻的S盒之一;线性变换L仅由循环移位和异或构成,具有较好的密码学特性的同时兼顾好的软硬件实现效能.在安全性方面,我们基于混合整数线性规划(MILP)寻找最少活跃S盒个数的方法对其进行差分、线性、不可能差分以及积分等方法的分析.实验结果表明,fbc可以抵抗上述各种攻击方法的攻击.fbc算法不仅具有结构简洁,轻量化,安全性高等特性,还具有灵活高效的软硬件实现方式,可以满足不同平台的应用需求.

关键词：轻量级分组密码 Feistel结构 fbc算法混合整数线性规划比特切片

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fbc分组密码算法的FPGA实现

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北京电子科技学院学报 2020年第2期28卷 1-6页

作者：肖超恩黄胜远李秀滢北京电子科技学院北京市100070

针对fbc分组密码算法软件实现效率低的问题,提出了一种fbc算法的FPGA(现场可编程门阵列,FPGA)硬件实现方案。首先,简要介绍了fbc算法工作原理。其次,将FPGA具有并行计算的特点与fbc算法结构相结合,采用模块化编程设计思想,使用有限状态... 详细信息

针对fbc分组密码算法软件实现效率低的问题,提出了一种fbc算法的FPGA(现场可编程门阵列,FPGA)硬件实现方案。首先,简要介绍了fbc算法工作原理。其次,将FPGA具有并行计算的特点与fbc算法结构相结合,采用模块化编程设计思想,使用有限状态机设计实现了fbc128-128加密算法。最后,在Xilinx Virtex5系列的XC5VFX100T芯片中运行结果表明,算法所使用的硬件资源为6795LUTs,在5ns时钟约束下加解密的吞吐率达到了522Mbps。

关键词： fbc算法 FPGA 状态机设计

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模拟高能激光热晕流场的光学层析测量

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强激光与粒子束 2004年第12期16卷 1501-1505页

作者：许晓军闫宝珠李文煜姜宗福陆启生国防科学技术大学光电科学与工程学院湖南长沙410073

　分析了高能激光内光路热晕的特点及传统热晕研究测量方法的缺点,提出了基于层析技术的气流折射率场的干涉测量原理和方法,利用该方法可以实现对高能激光系统内光路热晕的无耦合测量。通过对模拟热晕流场热晕的光学层析干涉测量,验证... 详细信息

　分析了高能激光内光路热晕的特点及传统热晕研究测量方法的缺点,提出了基于层析技术的气流折射率场的干涉测量原理和方法,利用该方法可以实现对高能激光系统内光路热晕的无耦合测量。通过对模拟热晕流场热晕的光学层析干涉测量,验证了该方法的可行性和可靠性。

关键词：高能激光热晕光学层析干涉 fbc算法

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分组密码fbc的差分分析

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中国科学：信息科学 2024年第2期54卷 335-353页

作者：刘端罗毅博贾珂婷张国艳邹光南尤启迪陈颖山东大学网络空间安全学院青岛266237 中国科学技术大学网络空间安全学院合肥230022 清华大学网络科学与网络空间研究院北京100084 中关村实验室北京100095 密码技术与信息安全教育部重点实验室青岛266237 山东区块链研究院济南250101 北京卫星信息工程研究所天地一体化信息技术国家重点实验室北京100086 清华大学计算机系北京100084 北京电子科技学院密码科学与技术系北京100070

fbc是一种轻量级分组密码算法,由于结构简单、软硬件实现灵活等优点成为2018年中国密码学会(CACR)举办的全国密码算法设计竞赛中晋级到第2轮的10个算法之一.fbc密码包含3个版本支持128和256两种比特长度的明文分组以及128和256两种比特... 详细信息

fbc是一种轻量级分组密码算法,由于结构简单、软硬件实现灵活等优点成为2018年中国密码学会(CACR)举办的全国密码算法设计竞赛中晋级到第2轮的10个算法之一.fbc密码包含3个版本支持128和256两种比特长度的明文分组以及128和256两种比特长度的密钥,本文主要对分组长度128位的两个版本进行分析.我们基于SAT(Boolean satisfiability problem)模型对fbc的差分特征进行自动化搜索,得到了新的14轮差分路线,概率为2^(-102.25).基于此路线我们给出了18轮fbc128-128和20轮fbc128-256差分分析,并且在分析过程中给出了复杂度估计.对于18轮fbc128-128差分分析,时间复杂度和存储复杂度分别为2^(101.5)和2^(52).对于20轮fbc128-256差分分析时间复杂度和存储复杂度分别为2^(184)和2^(96).

关键词：分组密码差分分析 fbc算法布尔可满足性问题

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基于不同结构的轻量级分组密码算法的差分故障分析

基于不同结构的轻量级分组密码算法的差分故障分析

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作者：刘源西安电子科技大学

学位级别：硕士

轻量级分组密码作为一种特殊的分组密码算法,因为其在低成本和低能耗情况下可以换取较高实现效率,并能够提供足够安全性,因此在资源受限环境中部署大量的轻量级密码算法可以产生很好的经济效益。轻量级分组密码的设计包括结构的设计和... 详细信息

轻量级分组密码作为一种特殊的分组密码算法,因为其在低成本和低能耗情况下可以换取较高实现效率,并能够提供足够安全性,因此在资源受限环境中部署大量的轻量级密码算法可以产生很好的经济效益。轻量级分组密码的设计包括结构的设计和轮函数的设计,其中结构主要包括Feistel结构和SPN结构。差分故障攻击是一种结合物理实现的密码分析方法,针对轻量级分组密码的轮结构特点,通过在加密设备中注入故障,再结合差分分析进行密钥恢复。该方法自提出后,已经成功攻击了公钥密码、私钥密码中多个密码算法。uBlock和fbc是在全国密码算法设计竞赛中提出的两种轻量级密码算法,它们的设计包含了两种不同的轮结构,为了评估这两种密码算法的安全性,本文对它们成功进行了差分故障攻击。结果表明对基于SPN结构的uBlock和基于广义Feistel结构的fbc,差分故障攻击都可以有效实施,Feistel类结构的算法在攻击实施时故障模型的选择更为灵活。具体研究成果如下:uBlock算法是一种基于SPN结构的轻量级分组密码算法,因为SPN结构的特性无法直接获取活跃S盒的输入差分,在密钥恢复时需要对其进行猜测。因此,对uBlock算法进行差分故障分析时,本文采用了单比特随机故障模型,使得猜测空间最小。并且通过对uBlock算法结构进行详细分析,发现并证明了该算法的一个独特扩散性质:如果在某一轮的S盒输出端随机注入单比特故障,则在该轮的输出端必将产生11个相同的半字节非零输出差分。在此基础上首次提出了对uBlock的基于单比特随机故障模型的差分故障攻击,通过在倒数第三轮的S盒输出端引入随机单比特故障,利用线性层扩散特点获取差分信息,并根据S盒差分分布的统计规律实现密钥恢复。实验表明,平均13.4次故障注入可以恢复uBlock-128/128的128比特主密钥,平均26.8次故障注入可以恢复uBlock-128/256的256比特主密钥,平均32.6次故障注入可以恢复uBlock-256/256的256比特主密钥。fbc算法是一种基于广义Feistel结构的轻量级分组密码算法。本文通过对fbc独特的轮结构进行研究,得到了在两重Feistel结构相互影响下的差分传播特征,进而得到了最后一轮S盒的输入差分和输出差分之间的关系,在此基础上提出了对fbc的差分故障攻击,通过在倒数第三轮的S盒输入端引入随机故障来实现密钥恢复。基于SPN结构的uBlock算法的差分故障攻击需要对活跃S的输入差分进行猜测,与此不同,基于Feistel结构的fbc算法可以通过差分传播特征直接获取最后一轮活跃S盒的输入差分,因此在对fbc进行差分故障攻击时可以采用单比特和单字节等不同的随机故障模型。实验结果表明,采用单字节随机故障模型,平均8.06次故障注入可以恢复fbc-128/128的128比特主密钥,平均16.1次故障注入可以恢复fbc-128/256的256比特主密钥,平均13.6次故障注入可以恢复fbc-256/256的256比特主密钥;采用单比特随机故障模型,恢复fbc-128/128、fbc-128/256和fbc-256/256的主密钥所需平均故障注入次数分别为10.1、20.2和20.6。单字节随机故障模型的攻击效果明显优于单比特随机故障模型。

关键词：分组密码差分故障分析 uBlock算法 fbc算法

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