Trivium型级联反馈移存器的非奇异性判定

Trivium算法是eSTREAM工程最终胜出的面向硬件实现的序列密码算法之一.对以该密码算法为特例的Trivium型级联反馈移存器,研究了其非奇异性判定,给出了有限域上Trivium型级联反馈移存器非奇异的充分条件和二元域上Trivium型级联反馈移存器非奇异的充要条件,并证明了Trivium算法在初始化阶段和密钥流生成阶段的状态刷新变换都是双射.     

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.     

基于选择差分的Trivium猜测攻击

给出一种基于选择差分对Trivium算法进行猜测攻击的方法。通过分析Trivium密钥流生成方程,确定需要改变Trivium 288 bit内部状态中的52 bit,使用错误注入改变所确定的52 bit,并生成密钥流,与原始密钥流进行差分。该方法只需猜测45 bit即可使密钥流生成方程中的177个非线性方程成为线性方程,加上已有的66个线性方程,使用高斯消元法获得剩余的243 bit,从而攻破Trivium。     

对288轮Trivium算法的线性分析

此前对288轮Trivium算法线性分析的文章中,均将密钥视为随机且变化的值,这样对算法进行分析是存在问题的,攻击者实际上无法将得到的线性偏差用于对算法实施攻击.本文在选择IV(Initialization Vector)攻击条件下,重新对288轮Trivium算法进行了线性分析.由于将密钥比特作为未知的定值,因而由密钥比特组成的非线性项是定值,不会产生线性偏差,在选取10个特殊IV后,得到一个线性偏差为1.9E-6的线性逼近式.     

同步序列密码选择IV统计分析的新框架

以同步序列密码为模型,在分析目前提出的选择Ⅳ统计分析典型框架的基础上,提出了一个新的更一般的选择Ⅳ统计分析框架,并且在该框架下给出了两个重要的统计测试分析方法,分别可以用来作为密钥流区分器和随机性检测器。此外,作为本文提出的框架和分析方法的一个应用,对eSTREAM入选算法Trivium进行了选择Ⅳ统计分析。     

基于选择差分的Trivium猜测攻击

给出一种基于选择差分对Trivium算法进行猜测攻击的方法。通过分析Trivium密钥流生成方程,确定需要改变Trivium 288 bit内部状态中的52 bit,使用错误注入改变所确定的52 bit,并生成密钥流,与原始密钥流进行差分。该方法只需猜测45 bit即可使密钥流生成方程中的177个非线性方程成为线性方程,加上已有的66个线性方程,使用高斯消元法获得剩余的243 bit,从而攻破Trivium。     

利用一种SAT问题全解算法求Trivium可滑动对

Trivium是进入到eSTREAM计划最终方案的一个序列密码体制,而在其初始化过程中存在可滑动对。SAT求解器可以有效地求解非线性方程组,然而一般的SAT求解器在求出一个解之后便会结束。对MiniSAT求解器中的算法进行改进,使之可以得出方程所有解。将改进的算法应用于Trivium中可滑动对的求解,得到了初始化拍数从111到120的所有可滑动对。相比于使用Grobner基方法,求解效率有了极大的提高。     

对序列密码统计测试的新方法

对密钥流的统计分析是序列密码算法设计与分析中的重要内容。文中从随机布尔函数和随机向量值函数的Walsh谱的分布特性出发,对同步序列密码提出了两种新的选择IV统计分析方法。并利用这些新方法对入选eSTREAM计划的Grainv0、Grainv1和Trivium算法进行了统计测试。结果表明,Grainv0和Grainv1的伪随机性没有达到最好。     

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.     

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。