简化版Trivium算法的线性逼近研究

针对初始化轮数为288个时钟的简化版Trivium算法（又称2轮Trivium）进行了线性逼近研究,设计了搜索最佳线性近似式算法,并通过对第1轮关于密钥、初始化向量和密钥流比特的表达式做非线性逼近,结合该算法,在同等条件下给出了2轮Trivium 16个偏差为 的线性近似式,使通过多线性攻击去识别2轮Trivium的一个具有特定比特的密钥所需要的数据量降为 个选择IV,为Turan方案所需数据量的 ,且成功率保持不变。     

2轮Trivium的多线性密码分析

作为欧洲流密码发展计划eSTREAM的7个最终获选算法之一,Trivium的安全性考察表明至今为止还没有出现有效的攻击算法。该文针对2轮Trivium,通过找出更多线性逼近方程,对其进行了多线性密码分析,提出了一种更有效的区分攻击算法。与现有的单线性密码分析算法相比,该算法攻击成功所需的数据量明显减少,即：若能找到n个线性近似方程,在达到相同攻击成功概率的前提下,多线性密码分析所需的数据量只有单线性密码分析的1/n。该研究结果表明,Trivium的设计还存在一定的缺陷,投入实用之前还需要实施进一步的安全性分析。     

Trivium算法的立方攻击

针对Trivium算法的立方攻击中恢复超级多项式表达式时遇到的模型求解费时问题,提出了一种快速方法,该方法结合了Delaune等人的有向图建模方法以及胡凯等人的模型分解方法。初始化845轮的Trivium算法的攻击实验结果表明,相比于公开结果,恢复超级多项式表达式的模型求解时间由约3周下降至约1周。     

减缩轮PRIDE算法的线性分析

PRIDE是Albrecht等人在2014美密会上提出的轻量级分组密码算法.PRIDE采用典型SPN密码结构,共迭代20轮.其设计主要关注于线性层,兼顾了算法的效率和安全.该文探讨了S盒和线性层矩阵的线性性质,构造了16条优势为2^-5的2轮线性逼近和8条优势为2^-3的1轮线性逼近.利用合适的线性逼近,结合密钥扩展算法、S盒的线性性质和部分和技术,我们对18轮和19轮PRIDE算法进行了线性分析.该分析分别需要2⁶⁰个已知明文,2^74.9次18轮加密和2⁶²个已知明文,2^74.9次19轮加密.另外,我们给出了一些关于S盒差分性质和线性性质之间联系的结论,有助于减少攻击过程中的计算量.本文是已知明文攻击.本文是关于PRIDE算法的第一个线性分析.     

Trivium流密码的基于自动推导的差分分析

Trivium是欧洲eSTREAM工程评选出的7个最终胜出的流密码算法之一.本文提出了针对Trivium的基于自动推导的差分分析技术,利用该技术可以得到任意轮Trivium算法的差分传递链.将该技术应用于轮数为288的简化版Trivium算法,提出了一个有效的区分攻击,仅需226个选择IV,区分优势为0.999665,攻击结果远优于已有的线性密码分析和多线性密码分析.将该技术应用于更多轮的Trivium算法和由Turan和Kara提出的修改Trivium算法,结果表明,初始化轮数低于359的Trivium算法不能抵抗差分分析,修改Trivium算法在抵抗差分分析方面优于原Trivium算法.     

Trivium序列密码的线性性质和代数性质

Trivium是C.De Cannière和B.Preneel在2005年为欧洲eSTREAM项目设计的序列密码,Trivium被选为最终的7个算法之一.Trivium的内部状态为288比特,密钥长度为80比特.文中给出Trivium的分组密码迭代模型,在这个模型下,利用计算程序得出了Trivium各轮输出关于内部状态的线性逼近及其线性逼近概率,当初始化轮数超过246时,其输出关于输入的线性逼近概率不大于1/2＋2-41.利用计算机搜索程序,给出Trivi-um在轮的代数方程规模,利用l 152个输出比特,得到的二次方程组包含6 788个变量、11 232个方程,从实验上证明了Trivium算法能抗线性攻击和代数攻击.     

一类Feistel密码的线性分析

该文提出一种新的求取分组密码线性偏差上界的方法，特别适用于密钥线性作用的Feistel密码．该分析方法的思路是，首先对密码体制线性偏差进行严格的数学描述，分别给出密码线性偏差与轮函数F及S盒的线性偏差的数学关系；然后通过求取线性方程组最小重量解，确定密码线性偏差的上界．     

多重线性密码分析的改进

本文介绍一种有助于对分组密码作线性密码分析并能减少有效攻击所数据量的算法，给出了该算法成功率的计算公式，并与现有的线性密码分析方法作了比较。     

一类非平衡Feistel网络的线性偏差分析

M.Matsui 1993年就指出线性密码分析是分组密码设计最重要的安全性能指标之一,所以有必要估计分组密码抵抗线性密码分析的能力.M.Kanda等人1999年讨论了传统Feistel密码的线性偏差,K.Nyberg和张如文等人对一类特殊的非平衡Feistel网络的线性偏差进行了研究.本文对一类m分组非平衡Feistel网络的线性偏差关系进行了深入的研究和分析,给出了任意轮线性偏差与轮函数F的线性偏差的数学关系,对其线性偏差的上界进行了讨论,并证明了有关线性偏差关于密钥的平方均值的两个特性.本文的研究推广了K.Nyberg和张如文等人的结论.     

对八阵图算法的不可能差分密码分析和线性密码分析

该文对八阵图(ESF)算法抵抗不可能差分密码分析和线性密码分析的能力进行了研究。ESF算法是一种具有Feistel结构的轻量级分组密码算法,它的轮函数为代换置换(SP)结构。该文首先用新的不可能差分区分器分析了12轮ESF算法,随后用线性密码分析的方法分析了9轮ESF算法。计算得出12轮不可能差分分析的数据复杂度大约为O(2⁶⁷),时间复杂度约为O(2^110.7),而9轮线性密码分析的数据复杂度仅为O(2³⁵),时间复杂度不大于O(2^15.6)。结果表明ESF算法足够抵抗不可能差分密码分析,而抵抗线性密码分析的能力相对较弱。     

Novel Technique in Linear Cryptanalysis

In this paper, we focus on a novel technique called the cube–linear attack, which is formed by combining cube attacks with linear attacks. It is designed to recover the secret information in a probabilistic polynomial and can reduce the data complexity required for a successful attack in specific circumstances. In addition to the different combination strategies of the two attacks, two cube–linear schemes are discussed. Applying our method of a cube–linear attack to a reduced‐round Trivium, as an example, we get better linear cryptanalysis results. More importantly, we believe that the improved linear cryptanalysis technique introduced in this paper can be extended to other ciphers.     

5轮SAFER++的非线性密码分析

SAFER 是进入NESSIE第二轮评估的 7个算法之一 .设计者称 2 .5轮SAFER 可以抵抗线性密码分析 .JNakahara指出对某些密钥 ,改进型线性密码分析攻击 4轮SAFER 比强力攻击有效 .本文对SAFER 的基础模块深入分析和测试后 ,对 5轮SAFER 进行非线性密码分析 ;攻击对 2 2 52 个 2 5 6比特长度的密钥有效 ,攻击的数据复杂度为 2 12 0 .虽然此攻击对SAFER 的实际安全构不成威胁 ,但是显示非线性密码分析攻击 5轮SAFER 比强力攻击有效 ,也说明了非线性密码分析攻击 5轮SAFER 比线性密码分析和JNakahara等的改进型线性密码分析有效     

线性分析法和差分分析法几个问题的研究

对DES—型密码体制的线性分析和差分分析法进行了研究,给出了差分分析法成功率与所需明文量之间的关系式,计算出了成功率公式。进而,提出了两种分组密码的分析方法并严格或举例证明了本文所提出方法的优越性。     

CS-CIPHER两个变体的线性密码分析

CS-CIPHER是NESSIE公布的17个候选算法之一,它的分组长度为64-比特.本文对CS-CIPHER的两个变体进行了线性密码分析.对第一个变体的攻击成功率约为78.5%,数据复杂度为2⁵²,处理复杂度为2³².对第二个变体的攻击成功率约为78.5%,数据复杂度为2⁵²,处理复杂度为2¹¹².     

差分-双线性密码分析研究

差分密码分析和线性密码分析是分组密码分析中应用最广泛的技术.随着差分-线性密码分析的出现,一大批派生出来的密码分析方法表现出了很好的攻击效果.文中首先介绍了这两种密码分析方法的原理,然后推广到双线性密码分析.由于双线性密码分析攻击Feistel结构的密码特别有效,所以在某些场合,由差分密码分析和双线性密码分析结合成的差分-双线性密码分析具有比差分-线性密码分析更好的攻击效果.