减轮LEA密码算法的积分攻击

LEA密码算法是一类ARX型轻量级分组密码,广泛适用于资源严格受限的环境.本文使用中间相错技术找到LEA算法的86条8轮和6条9轮零相关区分器,进一步利用零相关区分器和积分区分器的关系,构造出5条8轮和1条9轮积分区分器.在8轮积分区分器的基础上,利用密钥扩展算法的性质和部分和技术,首次实现了对LEA-128的10轮积分攻击,攻击的计算复杂度为2¹²⁰次10轮LEA-128加密.进一步,实现了对LEA-192的11轮积分攻击以及对LEA-256的11轮积分攻击,计算复杂度分别为2^185.02次11轮LEA-192加密和2²⁴⁸次11轮LEA-256加密.     

HIGHT算法的积分攻击

对轻量级分组密码算法HIGHT在积分攻击方法下的安全性进行了研究。首先纠正了现有研究成果在构造区分器时的不当之处,重新构造了HIGHT算法的11轮积分区分器,并构造了相应高阶积分扩展下的17轮区分器;其次利用所构造的17轮区分器,结合“时空折中”原理对25轮HIGHT算法进行了积分攻击;最后对攻击算法的复杂度进行了分析,攻击算法需要的数据复杂度为262.92,时间复杂度为266.20,空间复杂度为2119。分析结果表明,所给出的攻击算法的攻击轮数和时间复杂度要优于现有研究结果。     

MIBS算法的积分攻击

对分组密码算法MIBS在积分攻击下的安全性进行了研究,构造了MIBS算法的5轮积分区分器,利用Feistel结构的等价结构以及MIBS密钥扩展算法中主密钥和轮密钥的关系,对10轮MIBS算法实施了积分攻击,给出了攻击算法。攻击10轮MIBS-64的数据复杂度和时间复杂度分别为 和 ,攻击10轮MIBS-80的数据复杂度和时间复杂度分别为 和 。分析结果表明,10轮MIBS算法对积分攻击是不免疫的,该积分攻击的轮数和数据复杂度上都要优于已有的积分攻击。     

对Rijndael-256算法新的积分攻击

本文对Rijndael-256密码进行分析,从比特的层面上寻找平衡性,得到了一个新的3轮积分区分器,该区分器仅需32个明文就可将3轮Rijndael-256与随机置换区分开来,并且所得密文的每一比特都是平衡的.该区分器在已知的mjndael-256积分区分器中所需明文量最少.基于新的区分器,对4至7轮Riindael-...     

改进的减轮Kiasu-BC算法的中间相遇攻击

Kiasu-BC算法是加密认证竞赛CAESAR第一轮入选方案Kiasu的内置可调分组密码。Kiasu-BC算法是基于AES-128轮函数构造的可调分组密码算法,通过对Kiasu-BC算法的结构特征进行研究,利用调柄自由度以及内部密钥间的制约关系,降低预计算的复杂度。结合差分枚举技术,构造新的5轮中间相遇区分器,改进Kiasu-BC算法的8轮中间相遇攻击。改进后攻击的时间复杂度为2¹¹⁴,存储复杂度为2⁶³,数据复杂度为2¹⁰⁸。     

积分攻击改进——随机线性区分与密钥恢复攻击

在4轮AES的积分攻击和碰撞攻击的基础上,提出了一种利用明文和中间状态的某些分组之间线性偏差分布的不均匀性的针对4轮SP结构分组密码的随机线性区分攻击。进一步结合预计算,提出了对4轮AES类分组密码的密钥恢复攻击。对LED-64算法给出了具体区分攻击和密钥恢复攻击的结果。其中,对于1-Step的LED-64算法,在数据复杂度为2⁸,计算复杂度为2¹⁶次基本运算的条件下,区分成功的概率是85%;对于2-Step的LED-64算法,相关密钥条件下的密钥恢复攻击的计算复杂度为2¹⁴次基本运算,数据复杂度为2⁸,预计算存储复杂度为2³⁸个半字节。     

FOX算法的中间相遇攻击

研究了FOX分组密码算法在中间相遇攻击下的安全性。首先,分别构造了FOX64和FOX128的3轮中间相遇区分器,实施了6轮中间相遇攻击,得到对6轮FOX64和FOX128较好的攻击结果。其次,将FOX128的中间相遇区分器扩展到4轮,并结合时间存储数据折衷的方法,攻击了7轮FOX128,与已有的攻击结果相比,攻击的时间复杂度和存储复杂度略大,而数据复杂度明显降低。     

低轮FOX64算法的零相关-积分分析

FOX系列算法是一类基于Lai-Massey模型设计的分组密码算法。该文首先评估低轮FOX64算法抵抗零相关线性分析的能力,给出4轮FOX64算法的零相关线性区分器。然后,利用零相关线性区分器与积分区分器的关系,首次得到4轮FOX64算法的积分区分器。最后,利用积分区分器分析5, 6, 7, 8轮FOX64算法,攻击的时间复杂度分别约为252.7, 2116.7, 2180.7, 2244.7次加密,数据复杂度为250个选择明文。该文首次给出攻击8轮FOX64/256时间复杂度小于穷举攻击的有效攻击。     

对轻量级密码算法MIBS的相关密钥不可能差分攻击

研究了轻量级分组密码算法MIBS抵抗相关密钥不可能差分的能力。利用MIBS-80密钥编排算法的性质,给出了一个密钥差分特征,并结合特殊明密文对的选取,构造了一个10轮不可能差分。在此不可能差分特征上进行扩展,对14轮的MIBS-80进行了攻击,并给出了复杂度分析。此攻击的结果需要的数据复杂度为254和时间复杂度为256。     

改进的减轮MIBS-80密码的中间相遇攻击

MIBS密码算法是一个Feistel结构的轻量级分组密码,广泛适用于资源严格受限的环境。该文利用多重集和有效的差分枚举方法,构造了8轮MIBS中间相遇区分器,并在新区分器的基础上,实现了12轮和13轮MIBS-80密码的中间相遇攻击。攻击过程利用差分传递的性质筛选明文对,利用MIBS-80密钥扩展算法中主密钥和轮密钥的关系减少密钥的猜测量,攻击12轮MIBS-80的时间复杂度为2^53.2,攻击13轮MIBS-80的时间复杂度为2⁶²。与已有中间相遇攻击的结果相比,该文对MIBS-80中间相遇攻击的轮数提高了2轮。     

Eagle-128算法的相关密钥-矩形攻击

该文利用高次DDO(Data Dependent Operations)结构的差分重量平衡性和SPN结构的高概率差分对构造了Eagle-128分组密码算法的两条5轮相关密钥-差分特征,通过连接两条5轮特征构造了完全轮相关密钥-矩形区分器,并对算法进行了相关密钥-矩形攻击,恢复出了Eagle-128算法的64 bit密钥。攻击所需的数据复杂度为281.5个相关密钥-选择明文,计算复杂度为2106.7次Eagle-128算法加密,存储复杂度为250 Byte存储空间,成功率约为0.954。分析结果表明,Eagle-128算法在相关密钥-矩形攻击条件下的有效密钥长度为192 bit。     

Differential Fault Attack on GIFT

GIFT,a lightweight block cipher proposed at CHES2017,has been widely cryptanalyzed this years.This paper studies the differential diffusion characteristics of round function of GIFT at first,and proposes a random nibble-based differential fault attack.The key recovery scheme is developed on the statistical properties we found for the differential distribution table of the S-box.A lot of experiments had been done and experimental results show that one round key can be retrieved with an average of 20.24 and 44.96 fault injections for GIFT-64 and GIFT-128 respectively.Further analysis shows that a certain number of fault injections recover most key bits.So we demonstrate an improved fault attack combined with the method of exhaustive search,which shows that the master key can be recovered by performing 216 and 217 computations and injecting 31 and 32 faults on an average for GIFT-64 and GIFT-128 respectively.     

A Differential Fault Analysis Attack Against the Light Weight PRINTcipher

We present two fault injection attacks against the IC-Printing block cipher (PRINTcipher).The basic idea of our attack is to notice the property that by using some couples of input difference and output difference,the attacker can determine the permutation control key.To recover the permutation control key,one needs to inject at least 4 faults.It is needed at least 15 faults to reveal the whole key.     

基于减轮KASUMI的f9算法单密钥攻击

该文对4轮KASUMI的f9算法进行了单密钥攻击。把中间相遇攻击的思想用到f9算法攻击中,选取了基础密钥集与穷举密钥集,利用K3与明文之间的线性关系对f9算法进行了中间相遇攻击,同时利用碰撞与查表技术减少了计算复杂度。最后恢复所有128 bit密钥需要数据复杂度是232,优化后的计算复杂度是2125.85,存储复杂度是236。     

MD-64算法的相关密钥-矩形攻击

该文针对MD-64分组密码算法在相关密钥-矩形攻击下的安全性进行了研究。分析了算法中高次DDO (Data Dependent Operations)结构、SPN结构在输入差分重量为1时的差分转移规律,利用高次DDO结构的差分特性和SPN结构重量为1的差分路径构造了算法的两条相关密钥-差分路径,通过连接两条路径构造了算法的完全轮的相关密钥-矩形区分器,并对算法进行了相关密钥-矩形攻击,恢复出了32 bit密钥。攻击算法所需的数据复杂度为262相关密钥-选择明文,计算复杂度为291.6次MD-64算法加密,存储复杂度为266.6 Byte存储空间,成功率约为0.961。分析结果表明,MD-64算法在相关密钥-矩形攻击条件下的安全性无法达到设计目标。     

减轮SPECK算法的不可能差分分析

SPECK系列算法是2013年由美国国家安全局提出的轻量分组密码算法。算法整体为变形的Feistel结构,轮函数为模整数加法、循环移位和异或的组合,即所谓的ARX模块。在不可能差分研究方面,目前仅有LEE等人给出了SPECK 64算法的一些6轮不可能差分特征。该文进一步找到了SPECK 32/64算法和SPECK 48/96算法的一些6轮不可能差分特征,并在其前面添加1轮后面添加3轮,给出了对两个算法的10轮不可能差分分析。     

对简化版LBLock算法的相关密钥不可能差分攻击

LBLOCK是吴文玲等人于2011年设计的一种轻量级密码算法。该文利用一个特殊的相关密钥差分特征,对19轮的LBlock算法进行了相关密钥不可能差分攻击,攻击的计算复杂度为O(270.0),所需要的数据量为264。进一步,提出了一种针对21轮LBlock的相关密钥不可能差分攻击,计算复杂度为O(271.5),数据量为263。     

Higher Order Integral Cryptanalysis of Zodiac

This paper mainly focuses on the security of Zodiac against integral cryptanalysis. Firstly, a systematic method is given to extend an integral distinguisher of Feistel ciphers with PS or SP round functions into a higher order integral distinguisher. Secondly, this method is applied to Zodiac, and a full-round （16-round） integral distinguisher is given. Taking the properties of the linear transformation into consideration, it is showed that extending an integral distinguisher into a higher order one can be reduced into decomposition of linear spaces into direct sums. At last, some key-recovery attacks against full round Zodiac are applied using distinguishers with 15-/13- round, respectively.