SMS4算法的不可能差分攻击研究

为研究分组加密算法SMS4抵抗不可能差分攻击的能力,使用了14轮不可能差分路径,给出了相关攻击结果。基于1条14轮不可能差分路径,对16轮和18轮的SMS4算法进行了攻击,改进了关于17轮的SMS4的不可能差分攻击的结果,将数据复杂度降低到O(269.47)。计算结果表明:攻击16轮SMS4算法所需的数据复杂度为O(2¹⁰³),时间复杂度为O(2⁹²);攻击18轮的SMS4算法所需的数据复杂度为O(2¹⁰⁴),时间复杂度为O(2123.84)。     

ESF算法的不可能差分密码分析

分析研究了分组密码算法ESF抵抗不可能差分的能力,使用8轮不可能差分路径,给出了相关攻击结果。基于一条8轮的不可能差分路径,根据轮密钥之间的关系,通过改变原有轮数扩展和密钥猜测的顺序,攻击了11轮的ESF,改善了关于11轮的ESF的不可能差分攻击的结果。计算结果表明:攻击11轮的ESF所需要的数据复杂度为O(2⁵³),时间复杂度为O(2³²),同时也说明了11轮的ESF对不可能差分是不免疫的。     

对SMS4密码算法改进的差分攻击

差分分析和线性分析是重要的密码算法分析工具.多年来,很多研究者致力于改善这两种攻击方法.Achiya Bar-On等人提出了一种方法,能够使攻击者对部分状态参与非线性变换的SPN结构的密码算法进行更多轮数的差分分析和线性分析.这种方法使用了两个辅助矩阵,其目的就是更多地利用密码算法中线性层的约束,从而能攻击更多轮数.将这种方法应用到中国密码算法SMS4的多差分攻击中,获得了一个比现有攻击存储复杂度更低和数据复杂度更少的攻击结果.在成功概率为0.9时,实施23轮的SMS4密钥恢复攻击需要2^113.5个明文,时间复杂度为2^126.7轮等价的23轮加密.这是目前为止存储复杂度最低的攻击,存储复杂度为2¹⁷个字节.     

缩减轮数Crypton算法中间相遇攻击的改进

Crypton密码算法是韩国学者提出的一种AES候选算法。通过研究Crypton算法的结构特征和一类截断差分路径的性质,利用差分枚举技术权衡存储复杂度和数据复杂度,提出了4轮和4.5轮中间相遇区分器。新的区分器减少了预计算表中的多重集数量,降低了存储复杂度。基于4轮区分器首次给出对7轮Crypton-128的中间相遇攻击,时间复杂度为2¹¹³,数据复杂度为2¹¹³,存储复杂度为290.72。基于4.5轮区分器首次给出对8轮Crypton-192的中间相遇攻击,时间复杂度为2¹⁷²,数据复杂度为2¹¹³,存储复杂度为2¹³⁸。     

分布式存储的并行串匹配算法的设计与分析

并行串匹配算法的研究大都集中在PRAM(parallel random access machine)模型上,其他更为实际的模型上的并行串匹配算法的研究相对要薄弱得多.该文采用将最优串行算法并行化的技术,利用模式串的周期性质,巧妙地将改进的KMP(Knuth-Morris-Pratt)算法并行化,提出了一个简便、高效且具有良好可扩放性的分布式串匹配算法,其计算复杂度为O(n/p+m),通信复杂度为O(ulogp相似文献   

三维空间中的最短路问题

在包含一组相互分离凸多面体的三维空间中为任意两点寻找最短路的问题是NP问题.当凸多面体的个数k任意时,它为指数时间复杂度;而当k=1时,为O(n²)（n为凸多面体的顶点数）.文章主要研究了k=2情形下的最短路问题,提出一个在O(n²)时间内解决该问题的算法.所得结果大大优于此情形下迄今为止最好的结果——O(n^{3相似文献}   

半动态矩形交查询算法

本文讨论了动态矩形交查询算法.文中介绍了两个半动态矩形查询的新算法，它们分别基于一维数据结构和二维数据结构.一维查询算法的查询时间复杂度是O（logM＋k′），更新时间复杂度是O（logMlogn），空间复杂度是O（nlogM/）.二维查询算法的查询时间复杂度是O（log²M＋k），更新时间复杂度是O（log²Mlogn），空间复杂度是O（nlog²M）.本文分别实现了这两个算法，通过对它们的性能进行比较，发现一维查询算法是一种高效、实用的算法.     

对DES的Rectangle攻击和Boomerang攻击

作为加密标准,DES(data encryption standard)算法虽然已被AES(advanced encryption standard)算法所取代,但其仍有着不可忽视的重要作用.在一些领域,尤其是金融领域,DES和Triple DES仍被广泛使用着.而近年来又提出了一些新的密码分析方法,其中,Rectangle攻击和Boomerang攻击已被证明是非常强大而有效的.因此,有必要重新评估DES算法抵抗这些新分析方法的能力.研究了DES算法针对Rectangle攻击和Boomerang攻击的安全性.利用DES各轮最优差分路径及其概率,分别得到了对12轮DES的Rectangle攻击和对11轮DES的Boomerang攻击.攻击结果分别为:利用Rectangle攻击可以攻击到12轮DES,数据复杂度为2~(62)个选择明文,时间复杂度为2~(42)次12轮加密;利用Boomerang攻击可以攻击到11轮DES,数据复杂度为2~(58)个适应性选择明密文,时间复杂度为2~(38)次11轮加密.由于使用的都是DES各轮的最优差分路径,所以可以相信,该结果是Rectangle攻击和Boomerang攻击对DES所能达到的最好结果.     

Midori-64算法的截断不可能差分分析

分析了Midori-64算法在截断不可能差分攻击下的安全性.首先,通过分析Midori算法加、解密过程差分路径规律,证明了Midori算法在单密钥条件下的截断不可能差分区分器至多6轮,并对6轮截断不可能差分区分器进行了分类;其次,根据分类结果,构造了一个6轮区分器,并给出11轮Midori-64算法的不可能差分分析,恢复了128比特主密钥,其时间复杂度为2^121.4,数据复杂度为2^60.8,存储复杂度为2^96.5.     

用不可能差分法分析12轮ESF算法

轻量级分组密码算法ESF是一种具有广义Feistel结构的32轮迭代型分组密码,轮函数具有SPN结构,分组长度为64比特,密钥长度为80比特。为了研究ESF算法抵抗不可能差分攻击的能力,基于一条8轮不可能差分路径,根据轮密钥之间的关系,通过向前增加2轮、向后增加2轮的方式,对12轮ESF算法进行了攻击。计算结果表明,攻击12轮ESF算法所需的数据复杂度为O(2⁵³),时间复杂度为O(260.43),由此说明12轮的ESF算法对不可能差分密码分析是不免疫的。     

Differential Attack on Five Rounds of the SC2000 Block Cipher<Superscript>*</Superscript>

The SC2000 block cipher has a 128-bit block size and a user key of 128,192 or 256 bits,which employs a total of 6.5 rounds if a 128-bit user key is used.It is a CRYPTREC recommended e-government cipher in Japan.In this paper we address how to recover the user key from a few subkey bits of SC2000,and describe two 4.75-round differential characteristics with probability 2-126 of SC2000 and seventy-six 4.75-round differential characteristics with probability 2-127.Finally,we present a differential cryptanalysis attack on a 5-round reduced version of SC2000 when used with a 128-bit key;the attack requires 2-125.68 chosen plaintexts and has a time complexity of 2 125.75 5-round SC2000 encryptions.The attack does not threat the security of the full SC2000 cipher,but it suggests for the first time that the safety margin of SC2000 with a 128-bit key decreases below one and a half rounds.     

Camellia-128的截断差分攻击改进

基于2001年ASIACRYPT（亚密会）会议上Sugita等人提出的9轮截断差分区分器, 提出了Camellia算法的10轮截断差分区分器。进一步地利用这个区分器和密钥恢复中的提前抛弃技术, 给出了12轮Camellia-128的攻击, 恢复出所有密钥的数据复杂度和时间复杂度分别为2⁹⁷和2¹²⁴。这个结果是目前针对Camellia算法的截断差分攻击中最好的。     

A related key impossible differential attack against 22 rounds of the lightweight block cipher LBlock

LBlock is a new lightweight block cipher proposed by Wu and Zhang (2011) [12] at ACNS 2011. It is based on a modified 32-round Feistel structure. It uses keys of length 80 bits and message blocks of length 64 bits.In this letter, we examine the security arguments given in the original article and we show that we can improve the impossible differential attack given in the original article on 20 rounds by constructing a 22-round related key impossible differential attack that relies on intrinsic weaknesses of the key schedule. This attack has a complexity of 2⁷⁰ cipher operations using 2⁴⁷ plaintexts. This result was already published in Minier and Naya-Plasencia (2011) [9].     

Cryptanalysis of full PRIDE block cipher

PRIDE is a lightweight block cipher proposed at CRYPTO 2014 by Albrecht et al., who claimed that the construction of linear layers is efficient and secure. In this paper, we investigate the key schedule and find eight 2-round iterative related-key differential characteristics, which can be used to construct 18-round related-key differentials. A study of the first subkey derivation function reveals that there exist three weak-key classes, as a result of which all the differences of subkeys for each round are identical. For the weak-key classes, we also find eight 2-round iterative related-key differential characteristics. Based on one of the related-key differentials, we launch an attack on the full PRIDE block cipher. The data and time complexity are 2³⁹ chosen plaintexts and 2⁹² encryptions, respectively. Moreover, by using multiple related-key differentials, we improve the cryptanalysis, which then requires 2^41.6 chosen plaintexts and 2^42.7 encryptions, respectively. Finally, we use two 17-round related-key differentials to analyze full PRIDE, which requires 2³⁵ plaintexts and 2^54.7 encryptions. These are the first results on full PRIDE, and show that the PRIDE block cipher is not secure against related-key differential attack.     

11轮3D分组密码算法的中间相遇攻击

针对3D分组密码算法的安全性分析,对该算法抵抗中间相遇攻击的能力进行了评估。基于3D算法的基本结构及S盒的差分性质,减少了在构造多重集时所需的猜测字节数,从而构建了新的6轮3D算法中间相遇区分器。然后,将区分器向前扩展2轮,向后扩展3轮,得到11轮3D算法中间相遇攻击。实验结果表明:构建区分器时所需猜测的字节数为42 B,攻击时所需的数据复杂度约为2⁴⁹⁷个选择明文,时间复杂度约为2^325.3次11轮3D算法加密,存储复杂度约为2³⁴² B。新攻击表明11轮3D算法对中间相遇攻击是不免疫的。     

7轮ARIA-256的不可能差分新攻击

如何针对分组密码标准ARIA给出新的安全性分析是当前的研究热点。基于ARIA的算法结构,利用中间相遇的思想设计了一个新的4轮不可能差分区分器。基于该区分器,结合ARIA算法特点,在前面加2轮,后面加1轮,构成7轮ARIA-256的新攻击。研究结果表明：攻击7轮ARIA-256所需的数据复杂度约为2120选择明文数据量,所需的时间复杂度约为2219次7轮ARIA-256加密。与已有的7轮ARIA-256不可能差分攻击结果相比较,新攻击进一步地降低了所需的数据复杂度和时间复杂度。     

概率积分及其在PUFFIN算法中的应用

积分分析是一种针对分组密码十分有效的分析方法,其通常利用密文某些位置的零和性质构造积分区分器.基于高阶差分理论,可通过研究密文与明文之间多项式的代数次数来确定密文某些位置是否平衡.从传统的积分分析出发,首次考虑常数对多项式首项系数的影响,提出了概率积分分析方法,并将其应用于PUFFIN算法的安全性分析.针对PUFFIN算法,构造了7轮概率积分区分器,比已有最好的积分区分器轮数长1轮.进一步,利用构造的概率积分区分器,对9轮PUFFIN算法进行密钥恢复攻击.该攻击可恢复92比特轮密钥,攻击的数据复杂度为2^24.8个选择明文,时间复杂度为2^35.48次9轮算法加密,存储复杂度为2²⁰个存储单元.     

New impossible differential attacks on reduced-round Crypton

Crypton is a 128-bit block cipher which was submitted to the Advanced Encryption Standard competition. In this paper, we present two new impossible differential attacks to reduced-round Crypton. Using two new observations on the diffusion layer of Crypton, exploiting a 4-round impossible differential, and appropriately choosing three additional rounds, we mount the first impossible differential attack on 7-round Crypton. The proposed attacks require 2¹²¹ chosen plaintexts each. The first attack requires 2^125.2 encryptions. We then utilize more pre-computation and memory to reduce the time complexity to 2^116.2 encryptions in the second attack.