检索结果-内蒙古大学图书馆

密码学报 2023年第5期10卷 910-921页

作者：石康康任炯炯陈少真战略支援部队信息工程大学郑州450001

pico算法是由Bansod等人在2016年提出的一种基于替换和排列的SPN网络的轻量级分组密码.目前针对pico算法抵抗差分和线性分析的能力还有待进一步评估.本文基于MILP模型,首先利用不等式组对各组件的差分特征和线性掩码的传播规律进行了精... 详细信息

pico算法是由Bansod等人在2016年提出的一种基于替换和排列的SPN网络的轻量级分组密码.目前针对pico算法抵抗差分和线性分析的能力还有待进一步评估.本文基于MILP模型,首先利用不等式组对各组件的差分特征和线性掩码的传播规律进行了精细的刻画,其次针对密码算法的结构特点及S盒特性,对该模型进行了优化,缩小了搜索空间,并提出了针对pico算法有效的两步搜索算法.最后利用该算法,搜索到了3条新的概率为2−63的21轮差分区分器,并首次搜索到了3条相关度为2−30的20轮线性区分器,为当前公开发表的最长线性区分器.

关键词：分组密码差分分析线性分析 MILP模型 pico算法

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对轻量级分组密码pico算法的差分攻击

引用

密码学报 2023年第4期10卷 685-701页

作者：王彩冰张志宇胡磊中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室北京100093 中国科学院大学网络空间安全学院北京100049

pico算法是一个SP结构的迭代型轻量级密码算法,目前对该算法的差分分析和相关密钥分析研究尚未完善.本文借助自动化搜索技术,设计了一套基于SAT方法搜索SP结构算法差分路径和差分闭包的自动化工具,构建了搜索约减轮pico算法差分路径以... 详细信息

pico算法是一个SP结构的迭代型轻量级密码算法,目前对该算法的差分分析和相关密钥分析研究尚未完善.本文借助自动化搜索技术,设计了一套基于SAT方法搜索SP结构算法差分路径和差分闭包的自动化工具,构建了搜索约减轮pico算法差分路径以及差分闭包的SAT模型,评估了pico算法抵抗差分攻击的能力,提供了比之前分析结果更准确的安全评估.给出了1–22轮pico算法的最优差分路径及其概率;搜索到概率为2−60.75的21轮差分闭包和概率为2−62.39的22轮差分闭包;实现了26轮pico算法的密钥恢复攻击,攻击的时间复杂度为2101.106,数据复杂度为263,存储复杂度为263.研究了pico算法抵抗相关密钥攻击的能力,发现pico算法的密钥编排算法存在缺陷,构建了任意轮概率为1的相关密钥区分器,给出了全轮pico算法的密钥恢复攻击.所提模型适用于其他轻量级密码算法,尤其是拥有更长的分组或者轮数更多的分组密码算法.

关键词： pico算法 SP结构差分攻击布尔可满足性问题密钥恢复攻击相关密钥攻击

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轻量级分组密码的不可能差分分析

轻量级分组密码的不可能差分分析

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作者：赵晨曦西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着社会中信息技术的发展、互联网的飞速发展,如何在复杂的互联网中维持客户信息和数据信息的安全传输,以确保其含义不被网络攻击所伪造或删除,已成为当前密码算法科学研究的热点。而相比于传统的分组密码,轻量级分组密码的算法结构相... 详细信息

随着社会中信息技术的发展、互联网的飞速发展,如何在复杂的互联网中维持客户信息和数据信息的安全传输,以确保其含义不被网络攻击所伪造或删除,已成为当前密码算法科学研究的热点。而相比于传统的分组密码,轻量级分组密码的算法结构相简单且易实现,对硬件设备要求不高,对于资源相对有限的机器设备比较友好。目前已被广泛地用于计算机设备中,因此分析轻量级分组密码算法的安全性也非常重要。这不仅改善了优化算法本身,确保了运行环境中网络信息的安全性,也促进了轻量级分组密码算法的发展。本文内容安排,首先介绍了分组密码的研究现状和轻量级分组密码的研究现状,其次介绍了分组密码的设计原则、加密结构、分析方法以及安全性指标,重点对所使用的不可能差分分析方法进行了详细的描述,并给出了具体的分析步骤。再对四个轻量级的分组密码算法进行分析,具体的研究内容如下:（1）对PFP算法的不可能差分分析。通过对算法的分析,构造出了PFP算法一条新的7轮不可能区分器,在区分器的基础上扩展3轮,对PFP算法进行10轮的分析。与算法设计文献[55]中的对PFP算法的6轮不可能差分分析相比,本文的分析轮数增加了4轮,对算法做了10轮的攻击,但在时间复杂度上仅仅增加20.7。（2）对LiCi算法的不可能差分分析。文献[57]构造出了算法的10轮不可能差分区分器,得出16轮的算法无法抵抗不可能差分分析,在此基础上进行了16轮分析。本文通过分析LiCi算法的结构,结合S盒的差分分布表中的差分传播特性,构造出了算法的11轮不可能差分区分器,在此基础上进行17轮的分析。其中值得注意的是,本文的分析在时间复杂度上仅为文献[57]的2-6倍,攻击的效率有了明显的提升。（3）对GRANULE算法的结构分析和加解密方向的研究,以及S盒的差分分布表的研究,使用计算机编程的方法,在加密以及解密方向进行概率为1的差分路径自动化搜索。基于搜索出的加解密方向的差分路径,通过自定义的矛盾检测函数,遍历加解密方向的差分路径,寻找比特矛盾的差分路径进行拼接,得到了多条GRANULE算法的7轮不可能差分区分器。在搜索出的不可能区分器上,向前扩展3轮,向后扩展3轮,对GRANULE算法进行13轮的分析,需要250.7个选择明文,时间复杂度为252.30次13轮加密。与现有的分析结果相比,在数据复杂度上有了明显的降低。（4）对SPN结构的pico算法进行不可能差分区分器的搜索。通过对S盒差分特性的研究以及置换层的传播特性,构造出了一条7轮的不可能差分区分器。是目前为止算法最长轮数的区分器。

关键词：轻量级分组密码不可能差分分析 PFP算法 LiCi算法 GRANULE算法 pico算法复杂度

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对pico和RECTANGLE的零相关线性分析

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密码学报 2017年第5期4卷 413-422页

作者：马楚焱刘国强李超国防科技大学理学院长沙410073

混合整数线性规划是一种解决优化问题的常用方法.2012年,Mouha等人首次将该方法应用于密码算法的安全性评估,成功实现了对活跃S盒数下界的求解.pico和RECTANGLE均为SPN型结构的轻量级分组密码算法,目前对于这两种算法的零相关线性分析... 详细信息

混合整数线性规划是一种解决优化问题的常用方法.2012年,Mouha等人首次将该方法应用于密码算法的安全性评估,成功实现了对活跃S盒数下界的求解.pico和RECTANGLE均为SPN型结构的轻量级分组密码算法,目前对于这两种算法的零相关线性分析研究尚待完善.本文首先针对pico算法的零相关线性逼近问题,建立基于混合整数线性规划的模型并进行路径搜索,找到大量7轮pico算法的零相关线性逼近,优于设计者给出的4轮零相关线性逼近.进一步地,通过构造7轮多维零相关线性区分器,对含白化密钥的10轮pico算法进行密钥恢复攻击.该攻击能够恢复共50比特轮子密钥,其时间复杂度为2^(68.7)次10轮pico加密,数据复杂度为2^(63.3)个已知明文,存储复杂度为2^(42.3)字节.最后,本文针对RECTANGLE算法的零相关线性逼近问题,采用类似方法进行搜索,同时借助算法本身的传播性质,找到了208条8轮RECTANGLE的零相关线性逼近,并给出了11轮RECTANGLE的零相关线性攻击.该攻击可恢复共44比特轮子密钥,其数据复杂度为2^(63)个已知明文,时间复杂度为2^(107)次11轮RECTANGLE加密运算.

关键词：零相关线性分析混合整数线性规划 pico算法 RECTANGLE算法

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