3D密码的不可能差分攻击

3D密码是在CANS2008上提出的一个新的分组密码算法,与以往的分组密码算法不同,它采用了3维结构。密码设计者给出了3D密码的一个5轮不可能差分并对6轮3D密码进行了不可能差分攻击。该文通过3D密码的结构特性找到了新的6轮不可能差分。基于新的不可能差分和3D密码的等价结构,可以对7轮和8轮3D密码进行有效的不可能差分攻击。此外,结合其密钥扩展规则,可以将攻击轮数提高至9轮。该文的攻击结果优于密码设计者的结果。     

11轮3D密码的不可能差分攻击

3D密码是CANS 2008提出的新的分组密码算法, 其设计思想是基于美国高级加密标准AES,但3D密码算法采用的是3维结构。该文根据3D算法的结构特点,构造出一类新的6轮不可能差分区分器,将3D密码的不可能差分攻击扩展到11轮。将10轮不可能差分攻击时间复杂度降为2318.8。该文中大量应用预计算技术,大大降低了时间复杂度,对于分组密码的实际攻击中的数据处理,提高运算效率过程,有很好的借鉴意义。     

一种基于完全性的不可能差分区分器构造方法

基于混合运算的密码算法(MOC)以安全性高、软硬件实现效率高等特点受到人们的广泛关注。完全性指输出的每一比特都包含有输入每一比特的信息,达到完全性是密码算法设计的一个基本原则。该文提出针对MOC算法完全性分析的通用算法,并在此基础上提出利用完全性寻找MOC算法的不可能差分区分器的方法,此构造方法可直接给出MOC算法高重量的不可能差分区分器且搜索效率高,为MOC算法不可能差分区分器的实际构造提供了理论指导和技术支持。应用此方法找到了SIMON系列算法全部现有的最长不可能差分区分器,并找到了SPECK系列算法更多的不可能差分区分器。     

3D密码的Square攻击

3D密码是CANS 2008提出的新的分组密码算法,与以往的分组密码算法不同,该密码采用3维结构。该文根据3D密码的结构特性,得到了3D密码的5.25轮和6.25轮新的Square区分器,重新评估了其抗Square攻击的强度。攻击结果表明：新区分器对6轮3D密码攻击的数据复杂度和时间复杂度比已有的结果好,并且还可应用到7轮,8轮和9轮的3D密码攻击中。     

基于SAT的ARX不可能差分和零相关区分器的自动化搜索

ARX（Addition，Rotation，Xor）算法基于模整数加，异或加和循环移位三种运算，便于软硬件的快速实现.不可能差分分析和零相关分析是攻击ARX的有效方法，攻击的关键是搜索更长轮数、更多数量的不可能差分和零相关区分器.目前很多的搜索方法都没有充分考虑非线性组件的性质，往往不能搜索得到更好、更准确的区分器.本文提出了基于SAT（Satisfiability）的ARX不可能差分和零相关区分器的自动化搜索算法.通过分析ARX算法组件的性质，特别是常规模加和密钥模加这两种非线性运算差分和线性传播的特性，给出了高效简单的SAT约束式.在此基础上，建立SAT模型进行区分器的搜索.作为应用，本文首次给出了Chaskey算法13条4轮不可能差分和1条4轮零相关区分器；首次给出了SPECK32算法10条6轮零相关区分器和SPECK48算法15条6轮零相关区分器；在较短的时间内，给出了HIGHT算法17轮的不可能差分和零相关区分器.与现有结果相比，无论是区分器的条数，还是搜索区分器的时间均有明显的提升.此外，通过重新封装求解器STP的输出接口，建立了自动化的SAT\\SMT分析模型，能够给出ARX算法在特殊输入输出差分和掩码集合下，不可能差分和零相关区分器轮数的上界.     

FOX128的4轮不可能差分区分器

2004年,Pascal Junod和Serge Vaudenay提出了一个新的分组密码算法FOX,该算法采用了Lai-Massey结构。本文通过分析FOX128的整体结构,给出了FOX128算法不依赖于F函数具体选取方式的4轮不可能差分区分器。     

基于深度学习的SM4密码算法新型区分器

针对大状态分组密码区分器的数据复杂度、时间复杂度和存储复杂度较高的问题，提出了一种建立长分组和长密钥分组密码算法深度学习区分器模型的方法，构建了SM4算法的神经区分器。借鉴密文差分能够提升区分器性能的思想，将密文对之间的部分差异信息作为训练数据的一部分，设计了神经区分器新数据输入结构，采用残差神经网络模型建立神经区分器，对长分组的训练数据集进行数据预处理。同时，针对所构建的区分器存在高特异度和低敏感度的现象，提出了一种模型再学习的改进策略。实验结果表明，基于深度学习的区分器模型获得了9轮SM4神经区分器，其4～9轮区分器的准确率最高可达100%、76.14%、65.20%、59.28%、55.89%和53.73%，所获得的差分神经区分器的复杂度和准确率远优于传统差分区分器，也是目前已知针对SM4密码算法最好的神经区分器，证明了深度学习方法在长分组密码安全性分析上的有效性和可行性。     

混沌分组密码抗差分密码攻击的分析

混沌系统具有良好的伪随机性、混频特性、对初始状态的敏感性和复杂的映射参数等特性,这些特性与密码学要求的产生伪随机信号、混乱和扩散、加、解密密钥的难以预测等属性是十分吻合的。近些年来,不少学者提出了多种基于混沌理论的密码算法,但对其安全性并没有详尽的分析。针对一种较新的基于Feistel结构的混沌分组密码,应用不可能差分的分析方法,在固定S盒的情况下对其安全性进行了分析,并在动态S盒的情况下说明了其安全性所在。     

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。     

FOX密码的不可能差分攻击

利用中间相遇法找到了FOX密码的4轮不可能差分,并利用不可能差分分析的方法,结合"时间-空间"权衡技术,改进了对FOX密码的攻击结果.结果显示:对于FOX64,攻击5轮的数据复杂度为239,时间复杂度为268,攻击6轮的数据复杂度为256,时间复杂度为2133,7轮的攻击复杂度分别为256和2213;对于FOX128,5轮攻击的复杂度为272和2134.也就是说7轮FOX64/256和5轮FOX128/192 /256对改进后给出的不可能差分攻击都是不免疫的.     

10轮3D分组密码算法的中间相遇攻击

3D密码算法是一个代换-置换网络(SPN)型结构的新分组密码。与美国高级加密标准(AES)不同的是3D密码算法采用3维状态形式。该文利用3D算法结构,构造出一个5轮中间相遇区分器,并由此给出10轮3D的新攻击。结果表明:新攻击的数据复杂度约为2128选择明文,时间复杂度约为2331.1次10轮3D加密。与已有的攻击结构相比较,新攻击有效地降低了攻击所需的数据复杂度以及时间复杂度。     

11轮3D密码算法的中间相遇攻击

引入多重集并结合截断差分和S盒的性质,构造出6轮中间相遇区分器,实现11轮3D密码的中间相遇攻击,恢复密钥所需的时间复杂度为2329,并结合时空折中的方法降低了数据复杂度。此外,利用新的区分器有效改进了3D算法10轮中间相遇攻击的时间复杂度,约2201次10轮加密运算。     

LiCi分组密码算法的不可能差分分析

LiCi是由Patil等人(2017)提出的轻量级分组密码算法。由于采用新型的设计理念,该算法具有结构紧凑、能耗低、占用芯片面积小等优点,特别适用于资源受限的环境。目前该算法的安全性备受关注,Patil等人声称：16轮简化算法足以抵抗经典的差分攻击及线性攻击。该文基于S盒的差分特征,结合中间相遇思想,构造了一个10轮的不可能差分区分器。基于此区分器,向前后各扩展3轮,并利用密钥编排方案,给出了LiCi的一个16轮的不可能差分分析方法。该攻击需要时间复杂度约为2^83.08次16轮加密,数据复杂度约为2^59.76选择明文,存储复杂度约为2^76.76数据块,这说明16轮简化的LiCi算法无法抵抗不可能差分攻击。     

基于混沌的双模块Feistel结构高安全性高速分组密码算法安全性分析

该文对基于混沌的双模块Feistel结构(CFE)高安全性高速分组算法的安全性进行了分析。分析结果表明,算法不适合用积分攻击、中间相遇攻击、不变量攻击、插值攻击和循环移位攻击分析其安全性;可以抵抗相关密钥攻击;更进一步地构造出了5轮不可能差分特征链,并利用其进行区分攻击;求得算法的活性S盒下界为6,概率约为2–21;算法存在5轮零相关线性特征。     

基于混沌的双模块Feistel结构高安全性高速分组密码算法安全性分析

该文对基于混沌的双模块Feistel结构(CFE)高安全性高速分组算法的安全性进行了分析。分析结果表明,算法不适合用积分攻击、中间相遇攻击、不变量攻击、插值攻击和循环移位攻击分析其安全性;可以抵抗相关密钥攻击;更进一步地构造出了5轮不可能差分特征链,并利用其进行区分攻击;求得算法的活性S盒下界为6,概率约为2^–21;算法存在5轮零相关线性特征。     

对7轮ARIA-192的不可能差分分析

ARIA密码是2003年由韩国学者提出的新的分组密码算法,该密码与AES的设计原理相类似,并在2004年被选为韩国的分组密码标准。该文根据ARIA密码的结构特征,提出ARIA密码的一种新的7轮不可能差分攻击路径,首次实现了对ARIA-192的不可能差分攻击,攻击的时间复杂度为2176.2。同时,利用扩散层的相关性质降低攻击ARIA-256的时间复杂度为2192.2。     

3D Perception Algorithms:Towards Perceptually Driven Compression of 3D Video

In this paper, we summarize 3D perception-oriented algorithms for perceptually driven 3D video coding. Several perceptual effects have been exploited for 2D video viewing; however, this is not yet the case for 3D video viewing. 3D video requires depth perception, which implies binocular effects such as conflicts, fusion, and rivalry. A better understanding of these effects is necessary for 3D perceptual compression, which provides users with a more comfortable visual experience for video that is delivered over a channel with limited bandwidth. We present state-of-the-art of 3D visual attention models, 3D just-noticeable difference models, and 3D texture-synthesis models that address 3D human vision issues in 3D video coding and transmission.