检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机研究与发展 2018年第10期55卷 2269-2277页

作者：马向亮李冰习伟陈华陈财森中国科学院软件研究所可信计算与信息保障实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 国家信息技术安全研究中心北京100084 南方电网科学研究院广州510663 陆军装甲兵学院演训中心北京100072

在实际密码系统或模块的安全性评估中,对未知密码算法的逆向分析是一项重要的评估内容.目前关于密码算法的逆向分析方式主要分为数学分析和物理旁路分析2种,后者因其代价低、通用性高等优点更为流行.基于独立分量技术的侧信道分析技术... 详细信息

在实际密码系统或模块的安全性评估中,对未知密码算法的逆向分析是一项重要的评估内容.目前关于密码算法的逆向分析方式主要分为数学分析和物理旁路分析2种,后者因其代价低、通用性高等优点更为流行.基于独立分量技术的侧信道分析技术绕过传统侧信道分析中的"先猜测后确定"的攻击思路限制,直接恢复中间状态值.研究了类gift算法在逆向分析下的安全性,利用gift算法结构的特点,将P置换输入作为独立分量攻击观测条件,利用独立分量技术成功恢复出了S盒内容.该结果是最早关于类gift算法的逆向分析结果之一,其方法对于其他未知算法的逆向分析也具有参考意义.

关键词：独立分量分析逆向分析 S盒 gift算法能量分析

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轻量级gift算法的侧信道安全分析

轻量级GIFT算法的侧信道安全分析

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作者：李月清北京邮电大学

学位级别：硕士

侧信道分析技术,即攻击者利用密码算法在设备上执行加密过程时所产生的的功耗数据与其当前时刻的操作数密切相关的特性,从而通过采集功耗数据破解其对应操作数的攻击手段。轻量级分组密码算法gift作为最节能的算法之一,在硬件的占用和... 详细信息

侧信道分析技术,即攻击者利用密码算法在设备上执行加密过程时所产生的的功耗数据与其当前时刻的操作数密切相关的特性,从而通过采集功耗数据破解其对应操作数的攻击手段。轻量级分组密码算法gift作为最节能的算法之一,在硬件的占用和计算的消耗上达到了更小、更快的效果。同时,其在侧信道分析领域的安全性也受到相应的重视。当gift算法在密码设备上进行实现时,评估其安全性并修复其漏洞有着重要意义。本文基于最近十年内的一些攻击与防御方法,对gift算法进行了安全性分析,发现其算法本身的实现存在的易被利用的泄露问题,并提出了相应的防护方案以增强其安全性。具体地,本文主要完成了如下几个工作:(1)分析了在不同攻击条件下,攻击者可能使用的攻击方法,包括相关能量分析CPA、互信息分析MIA、模板攻击TA。使用以上攻击方法对gift算法的侧信道数据进行分析,并给出了最易被攻击者利用以破解密钥的中间值数据的位置;(2)基于该组易受到攻击的中间值数据,在尽可能少的增加芯片负担的限制下,为其设计了单掩码防护方案与双掩码防护方案。二者均在一定程度上增加了 gift算法抗上述攻击的能力,但其在攻击者已知目标中间值对应的功耗泄露点时,仍存在安全隐患;(3)针对单掩码防护方案与双掩码防护方案存在的安全隐患,结合固定值掩码方案和循环移位S盒掩码方案的特性,设计了随机循环掩码(Random Loop Mask,RLM)方案,并在上述攻击下对该方案进行了抗攻击能力的分析,结果表明,该方案足以抵抗原始CPA攻击、MIA攻击、TA攻击,及二阶CPA攻击,且在已知泄露点的条件下对实际密钥仍具有较好的防护效果。

关键词：侧信道分析 gift算法掩码防御技术

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轻量级gift算法的能量分析攻击

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新一代信息技术 2020年第4期3卷 1-8页

作者：李月清郑世慧北京邮电大学网络空间安全学院北京100876

gift算法是一个新的轻量级分组密码算法,它对PRESENT算法做了进一步的优化,体现出了更高的效率,甚至在轮操作展现了比SIMON算法和SKINNY算法更好的性能,成为最节能的密码算法之一。然而,目前的研究主要聚焦于其硬件实现在侧信道分析领... 详细信息

gift算法是一个新的轻量级分组密码算法,它对PRESENT算法做了进一步的优化,体现出了更高的效率,甚至在轮操作展现了比SIMON算法和SKINNY算法更好的性能,成为最节能的密码算法之一。然而,目前的研究主要聚焦于其硬件实现在侧信道分析领域的安全性,却忽略了侧信道分析技术对其软件实现的威胁。对此,本文对gift算法进行了基于侧信道信息的能量分析攻击以验证其安全性,主要使用对构建泄露模型要求较少的互信息分析攻击和只需要少量攻击曲线的模板攻击来进行相应的分析实验。实验证明,gift算法在软件实现时,易受到能量分析攻击的威胁,并泄露密钥信息。

关键词：侧信道攻击 gift算法模板攻击互信息分析

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gift-64算法的Biclique分析

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计算机应用研究 2020年第5期37卷 1470-1473页

作者：郭伟博刘彬王洋信息工程大学郑州450001 西安测绘总站西安710054

gift算法是一种实现效率高、所需功耗低的轻量级分组密码算法,现有评估其安全性的研究成果较少。利用Biclique攻击方法,结合算法密钥调度方式以及轮函数结构的信息泄露规律,分别给出了对于gift-64算法的平衡Biclique攻击和Star攻击结果... 详细信息

gift算法是一种实现效率高、所需功耗低的轻量级分组密码算法,现有评估其安全性的研究成果较少。利用Biclique攻击方法,结合算法密钥调度方式以及轮函数结构的信息泄露规律,分别给出了对于gift-64算法的平衡Biclique攻击和Star攻击结果。对于gift-64算法的平衡Biclique攻击所需的数据复杂度和计算复杂度分别为232和2127.36;对于gift-64算法的Star攻击所需的数据复杂度和计算复杂度分别为2和2127.48。这是首个对于全轮gift-64算法的安全性分析结果。

关键词：轻量级分组密码 gift算法密码分析 Biclique分析 Star攻击

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轻量级分组密码算法gift的差分分析

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密码学报 2018年第4期5卷 335-343页

作者：赵静远徐松艳张子剑董晓阳李铮北京遥测技术研究所北京100094 密码科学技术国家重点实验室北京100878 清华大学高等研究院北京100084 山东大学密码技术与信息安全教育部重点实验室济南250100

gift算法是CHES 2017上推出的新的轻量级密码算法,是Banik等人为庆祝PRESENT算法10周年设计的.gift算法的结构跟PRESENT相似,是经典的SPN结构,有gift-64和gift-128两个版本,其分组长度分别为64和128比特,轮数分别是28轮和40轮.gift算法... 详细信息

gift算法是CHES 2017上推出的新的轻量级密码算法,是Banik等人为庆祝PRESENT算法10周年设计的.gift算法的结构跟PRESENT相似,是经典的SPN结构,有gift-64和gift-128两个版本,其分组长度分别为64和128比特,轮数分别是28轮和40轮.gift算法跟PRESENT算法相比较,结构方面更加的小巧,效率方面也更加高效,按照轮函数实现方式在效率方面不亚于SIMON算法和SKINNY算法.在安全性方面,gift-64算法甚至还改进了PRESENT算法针对线性近似存在的缺陷.从算法设计的结构方面看,gift-64算法线性层只有置换,不单独产生扩散效果,S盒是唯一的非线性部件,密钥加层只有一半的比特有密钥的介入和7比特的常数介入.基于gift-64算法的特点,对差分路径的输入状态设定输入活性比特数小于8同时活性S盒数目不多于2个的条件,并在差分寻找的过程中,对整条路线的概率和活性S盒的数目都加以控制,我们找到了10轮概率为2-57的差分路径.基于此差分路线我们给出了gift-64算法16轮和17轮的差分分析,并且在分析过程中给出了数据复杂度、时间复杂度和存储复杂度的估计,最后对差分分析的成功率进行了估计.

关键词：轻量级分组密码差分分析 gift算法

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gift密码算法的二阶门限实现及其安全性评估

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计算机应用研究 2020年第8期37卷 2455-2459页

作者：蒋宏然韦永壮史佳利刘争红桂林电子科技大学广西高校云计算与复杂系统重点实验室广西桂林541004 桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室广西桂林541004 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 密码科学技术国家重点实验室北京100878

目前已知gift算法的防护方案仅能抗一阶功耗攻击。为了使该算法能抵御高阶功耗攻击,利用gift算法的数学结构,结合门限实现方法,构造了gift算法的二阶门限实现方案;针对非线性部件S盒的数学特征,分别构建(3,9),(6,7)以及(5,10)等二阶门... 详细信息

目前已知gift算法的防护方案仅能抗一阶功耗攻击。为了使该算法能抵御高阶功耗攻击,利用gift算法的数学结构,结合门限实现方法,构造了gift算法的二阶门限实现方案;针对非线性部件S盒的数学特征,分别构建(3,9),(6,7)以及(5,10)等二阶门限实现方案,并选取所需硬件资源最少的(3,9)方案,将其在FPGA平台下实现。在实现时,为了更好地分析对比所耗硬件资源,使用并行和串行的硬件实现方法。结果表明,在Nan Gate 45nm工艺库下,并行实现消耗的总面积为12 043 GE,串行实现消耗的总面积为6 373 GE。通过采集实际功耗曲线,利用T-test对该二阶门限实现方案进行侧信息泄露评估,证实了该二阶门限实现方案的安全性。

关键词： gift算法功耗攻击门限实现芯片面积 T-test

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gift和ANU密码算法的故障攻击及防御

GIFT和ANU密码算法的故障攻击及防御

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作者：冯天耀桂林电子科技大学

学位级别：硕士

轻量级分组密码是新一代信息技术的重要组成部分，在物联网等资源受限的设备中保护着用户的信息不被泄露。然而，轻量级分组密码在设备中是通过芯片作为载体得以实现的，因此，容易受到故障攻击（FA）。随着技术的进步，注入故障的精度... 详细信息

轻量级分组密码是新一代信息技术的重要组成部分，在物联网等资源受限的设备中保护着用户的信息不被泄露。然而，轻量级分组密码在设备中是通过芯片作为载体得以实现的，因此，容易受到故障攻击（FA）。随着技术的进步，注入故障的精度越来越高，故障攻击已经成为了对轻量级分组密码最为致命的攻击手段之一。目前，有关故障攻击的应用是国内外的研究热点，而关于抵御故障攻击的方法则是国内外的研究难点。本文通过对轻量级密码算法gift和ANU的算法结构进行深入分析与研究，提出了对它们故障攻击的方法及防护的方法。主要研究成果如下：　　1、提出gift算法的差分故障攻击：gift算法是2017年CHES国际密码会议上发表的一种新型轻量级密码算法。我们针对gift算法的轮结构，分析其置换层的扩散性，总结出故障在每一轮的传播特点，从而提出两种gift算法的差分故障攻击方法。研究结果表明：第一种攻击方法分别在第28、27、26、25轮S盒运算前注入错误故障，理论上平均192个错误密文能够恢复全部的密钥信息;第二种攻击方法分别在第26、25、24、23轮S盒运算前注入错误故障，能在1秒内，平均通过44个错误密文恢复密钥信息。　　2、提出ANU算法的差分故障攻击：ANU算法是2016年在IEEE上刊登的一种新型轻量级分组密码算法。我们通过深入研究ANU算法的密码部件，并分析故障在算法中的传播规律，提出两种基于单比特的随机故障模型。通过实验进行测试，第一种攻击方法分别在第24、23、22、21、20轮的S盒运算前注入故障，平均71个有效错误密文能够恢复全部密钥信息;第二种攻击方法分别在第24、23、22、21、20轮左边输入寄存器中注入故障，大多数实验中只需48个有效错误密文即可恢复全部密钥信息，少数实验需要49个错误密文。　　3、针对gift算法，通过改进优化REPO技术，提出一种基于故障检测的故障防护方案。当攻击者注入故障时，预测模块的结果和加密模块的结果会不匹配，从而导致没有密文的产生;针对ANU算法，通过改进已有的故障“感染”技术，提出一种新型的基于故障无效化的故障防御方案。当攻击者注入故障时，攻击者无法从错误密文中识别有效信息。

关键词：故障攻击故障防御 gift算法轻量级分组密码 ANU密码算法

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基于MMO-gift安全性研究

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北京电子科技学院学报 2022年第1期30卷 13-19页

作者：窦山雀毛明李艳俊北京电子科技学院北京市100070 中国电子科技集团公司第十五研究所北京市100083

Matyas-Meyer-Oseas(MMO)模型可以通过使用不同的压缩函数构造新的散列函数,但基于差分密码分析研究发现,散列函数的安全性很可能会破坏:如其压缩函数轮数过低时,就可能产生碰撞等。本文先对gift算法差分路线进行搜索、分析和研究,首次... 详细信息

Matyas-Meyer-Oseas(MMO)模型可以通过使用不同的压缩函数构造新的散列函数,但基于差分密码分析研究发现,散列函数的安全性很可能会破坏:如其压缩函数轮数过低时,就可能产生碰撞等。本文先对gift算法差分路线进行搜索、分析和研究,首次提出了一个6轮迭代差分路线;其次,针对MMO散列模型的下述实例化:将gift作为其置换函数构造出新的压缩函数,得到gift散列函数,对此通过6轮迭代差分路线和4轮迭代差分路线分析,发现超过12轮的gift散列函数之安全性才会大大提高。

关键词： MMO散列模型 gift算法散列函数

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深度学习对截断类密钥扩展算法的强度测试

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信息工程大学学报 2024年第6期25卷 739-743页

作者：周睿段明郭路路信息工程大学河南郑州450001

密钥扩展算法的强度是影响分组密码算法安全性的重要因素之一。在实际应用中,通过子密钥还原主密钥,对算法可靠性也构成了一定威胁,但是却没有足够的研究专门对其进行安全强度分析。关注轻量级分组密码一类带有截断运算的密钥扩展算法,... 详细信息

密钥扩展算法的强度是影响分组密码算法安全性的重要因素之一。在实际应用中,通过子密钥还原主密钥,对算法可靠性也构成了一定威胁,但是却没有足够的研究专门对其进行安全强度分析。关注轻量级分组密码一类带有截断运算的密钥扩展算法,并根据算法将初始密钥比特分为截断位和非截断位。使用深度学习技术,通过根据最后一轮子密钥还原初始密钥的方式探索这类密钥扩展算法的强度。训练全连接网络对非截断位恢复准确率均高于截断位;训练卷积网络还原初始密钥绝大部分比特的准确率大于0.7,根据训练效果进一步辅助分析轻量级分组密码PRESENT、gift和MIBS的截断类密钥扩展算法的安全性强度。

关键词：密钥扩展算法分组密码深度学习 PRESENT算法 gift算法 MIBS算法

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