基于汉明重的MIBS密码代数旁路攻击

对MIBS密码代数旁路攻击能力进行了评估:首先给出代数旁路攻击模型,构建MIBS密码等价代数方程组;采集微控制器上MIBS密码实现加密过程中功耗泄露,并选取功耗特征明显的部分泄漏点,基于模板分析进行加密中间状态汉明重推断;利用SAT(可满足性)、PBOPT(伪布尔随机优化)及LP(线性编程)分别对MIBS代数方程组和汉明重泄露进行表示;最后采用SAT问题解析器CryptoMinisat和混合整数编程问题(SCIP)解析器进行密钥恢复,并在不同场景下进行大量攻击实验.结果表明:MIBS密码易遭代数旁路攻击;汉明重推断正确条件下,利用1条功耗轨迹中4轮汉明重信息泄露可成功恢复完整密钥;汉明重推断部分正确条件下,基于SAT,PBOPT和LP这3种代数方程组求解方法,可分别在汉明重推断错误率不超50％,65％和60％的情况下成功恢复MIBS完整密钥.     

LBlock分组密码代数旁路攻击

对轻型分组密码LBlock抗代数旁路攻击安全性进行了评估.给出了LBlock密码算法的代数方程表示方法,使用示波器采集微控制器ATMEGA324P上的LBlock实现功耗泄露,利用泊松相关系数方法推断加密中间状态汉明重,基于可满足性问题并转化为代数方程组,同LBlock密码算法代数方程联立,最后使用CryptoMinisat解析器进行方程组求解,成功恢复加密密钥.实验结果表明:微控制器上的LBlock实现易遭受代数旁路攻击,仅需一条功耗曲线,已知明密文下的3轮汉明重泄露、未知明密文条件下6轮汉明重泄露分别经2.4s和0.4s分析即可恢复80 bic完整密钥.     

一种基于选择明文-时间差异的边信道攻击方法

为了研究密码算法的安全性能,提出了一种基于选择明文-时间差异的边信道攻击(简称选择明文-时间攻击)方法.该方法通过选择少量适当的明文输入密码系统,检测相应部分代码的执行时间,从而分析获取密钥,用来攻击分组密码或公钥密码系统.为了便于说明,文中以分组密码DES算法为例,详述了选择明文-时间攻击的具体实现.在单片机上的实验...     

LED分组密码内部模板攻击改进研究

为了降低现有内部模板攻击的数据复杂度并提高攻击成功率,提出了一种内部模板攻击改进算法.对内部模板攻击算法进行了两点改进:一是在模板匹配分析阶段,提出了一种基于等级相关性的模板匹配策略,利用功耗曲线电压值的相对排名,提高了单个密钥片段恢复的局部成功率;二是在密钥恢复阶段,提出了一种基于校验方程的密钥恢复方法,利用冗余信息来修正猜测多个密钥片段的概率分布,提高了多密钥片段恢复的全局成功率.以8位微控制器上的LED(轻型加密设备)密码功耗旁路分析为例,开展了攻击验证实验.结果表明:改进后的算法提高了匹配的区分度,降低了攻击所需功耗曲线数量,仅需要50条功耗曲线即可使攻击的全局成功概率接近100%.     

对一种基于排序变换的混沌图像置乱算法的商榷

针对"基于排序变换的混沌图像置乱算法"一文提出的密码系统进行了安全性分析.在有限数字精度下,密钥空间小不足以抵抗唯密文攻击.在选择明文攻击或选择密文攻击下,置换地址码可以重现.在此基础上,结合Logistic混沌映射的反向迭代,提出了一个密钥恢复算法.理论和实验结果均表明,该密钥恢复算法是实际可行的.有限数字精度的限制和线性变换的弱点,是导致该密码系统不够安全的两个主要原因.最后讨论了五种可能采取的改进措施及其效果.     

一种图像加密算法的密码分析及其改进

本文通过对Eslamin和Bakhshandeh所提出的一种改进的基于全局置乱的图像加密算法进行密码分析,发现了该算法不能抵御选择明文攻击.通过选择明文攻击,动态加密选择明文图像,可以将明文图像的像素灰度值逐一恢复,最终得到完整的明文图像信息,成功破译了该算法.针对原加密算法的安全缺陷,笔者对该算法进行了改进.一个改进是设计置换过程的密钥流与明文图像内容相关,克服了原加密算法置换过程与明文图像无关的缺陷,从而可以抵御选择明文攻击、已知明文攻击.另一个改进是在扩散过程采用另一个斜帐篷映射生成密钥流,扩大了加密算法的密钥空间,使得加密算法更加安全.本文还对改进的加密算法的安全性进行了详细的实验分析,包括密钥空间分析、密钥敏感性分析、统计分析、信息熵分析、差分攻击分析等.数值实验结果表明,本文提出的改进的图像加密算法比原加密算法更加安全有效.     

对结合超混沌序列和移位运算图像密码的攻击

混沌密码系统已展现了若干非传统的优良特性,同时从数学理论上对混沌密码系统开展严密的密码分析对促进其进步具有至关重要的意义。对一种基于超混沌序列和移位运算的图像加密算法进行了密码分析,该算法的核心思想是利用改进的超混沌序列对图像先后实施置乱、扩散和混淆处理。运用选择明文攻击方法,成功破解了该算法中用于像素位置置乱以及像素值扩散和混淆的等效密钥,从而能利用破解的等效密钥解密出目标明文。理论分析和实验结果验证了本文选择明文攻击策略的可行性。简要讨论了提高该密码算法安全性的一些改进措施。     

一种基于分组密码思想的图像加密算法研究与实现

提出了对数字图像这种特殊的明文应用分组密码思想加解密的方法.其基本思想是对明文图像分组,应用已有的多种随机序列生成器生成相应的密钥模板根据分组密码的构造规则设计算法.在加密过程中对分组加密后的结果再使用密钥模板与分组加密不同的算法进行一次加密,这一点充分体现了分组密码中"先将一个明文分组划分若干个子组进行处理,然后合并起来在做适当变换"以增加密码算法复杂度的方法.文中最后给出一组仿真实验,结果表明该方法具有良好的加密效果和密码学特性.     

基于交替迭代混沌系统的图像加密算法

基于logistic映射和时空混沌系统,设计了一个密钥长度为256bit的图像分组密码算法,将256bit的明文图像分组加密为等长的密文图像.该算法引入的辅助密钥和设计的迭代次数敏感地依赖于明文分组和密钥,交替迭代混沌系统及Arnold映射实现了像素值的扰乱和位置置乱.计算机仿真和密码分析表明,该算法具有对明文和密钥敏感、密钥空间大和可扩展性强等特点,具有良好的加密效果和较强的抗攻击性能,适用于安全通信领域.     

基于CNN超混沌的视频加密新算法

针对视频数据实时性高,数据量大等特点,提出了一种基于细胞神经网络的视频加密新算法.该算法以五维CNN作为密钥源,根据明文视频帧的尺寸和明文视频帧本身来选择加密密钥,依据扩散思想,对视频进行加密处理.该算法加/解密速度快,可对任何格式的视频数据实现保密通信,具备通用性,且密钥敏感性和明文敏感性强,密钥空间大,可有效抵抗穷举攻击、统计分析攻击、已知明文攻击、选择明文攻击和密文攻击,安全性更高,具有一定的实用价值.     

循环掩码型AES密码芯片的相关性功耗攻击

针对循环掩码型AES密码芯片,提出了一种相关性功耗攻击方法.首先利用方差分析找出明文盲化和S盒计算的时间点,然后通过比较盲化后的字节的汉明权重和实际测量功耗值的相关系数恢复掩码,最后针对S盒输入和输出的汉明距离进行相关能量分析.随机选取公开数据集DPA Contest V4提供的1×104条样本曲线进行实验,结果表明该方法仅需要45条曲线即可正确恢复密钥.     

一种基于多密码体制的混合加密算法

针对混合加密算法构造方法固定的问题,提出了一种基于RSA和Hill的多密码体制混合加密算法模型.首先,根据生成的一系列随机数分割明文,将混合加密算法中会话密钥转换为明文的随机分割数,并使用RSA密码对其加密.然后,改进Pascal矩阵生成算法,用该算法生成的Pascal矩阵代替Hill密码的密钥对明文加密.安全性分析和实验结果表明,该加密算法具有较强的抗攻击性和较好的加密效率.     

基于序列密码的图像加密算法

结合序列密码和混沌映射的优点,提出了一种灰度图像的加密算法.该算法首先将图像矩阵化,然后通过线性移位寄存器生成周期序列,通过序列的性质选出序列中的一段并且根据序列段生成密钥矩阵,因为密钥是通过序列流产生的,所以和明文流与密文流无关,能够有效地抵御选择明文攻击;已知明文攻击等攻击手段.然后通过Hill密码加密原理使用密钥流对图像矩阵进行加密,对加密后的矩阵进行置乱迭代后生成密文图像.经过理论分析和实验验证,该算法具有敏感性高,抗差分攻击能力强,信息熵高等优点.     

六轮DES截断差分攻击算法的改进与实现

对分组密码进行截断差分攻击时,部分S盒会产生很多组子密码候选值,导致暴力攻击剩余密钥位时消耗大量时间.本文详细分析了截断差分算法中出现多组密钥候选值的原因,并分析了其出现的概率.提出两种改进截断差分攻击方案,减少候选子密码的数量并提高了攻击效率.第1种方法基于各轮S盒子密钥的非独立性,利用轮密钥在初始密钥中的重复位得到最终的候选值,最终筛选出只有一组候选值的概率达到40%左右.第2种方法将计算得到的8个S盒的所有6比特候选子密钥进行计数,选取出现频率最高的密钥,最终使48比特的候选密码个数缩减为一个.通过对六轮DES密码算法攻击的实验数据分析得知:第2种方法能够恢复出唯一的48比特子密码.     

一个基于混沌的分组密码算法的分析

"基于混沌的分组密码置换网络的设计"一文提出的一个分组密码算法在已知明文攻击和唯密文攻击下都是很容易被破译的,而且在知道加密变换的条件下,很容易利用分割攻击方法求出该分组密码的密钥。此外,基于Logistic映射的混沌序列的相邻值之间的相互制约性,以及该混沌序列的前若干值对初值的低位比特不敏感。     

一种带有时序参数的分组密码

通过将系统时间和数据组号混合到轮密钥之中,可以有效地防止一些对分组密码算法的攻击．文中探讨了这类实用的密码算法方案的一般模式．由于变更部分轮密钥通常比若干轮变换快很多,这类方案会有明显的效率优势．在安全方面,由于加密时所有明文组几乎都各自使用了不同的轮密钥,而绝大数攻击方法需要一定数量相同密钥加密的明密文对,从而使这些攻击方法不能奏效．这也许会导致这类带有时间组号参数的分组算法在减少迭代轮情况下仍然是安全的．做为例子,给出了一个在安全和效率方面均有良好性能的密码算法TCR6．     

一种混沌映射密码算法的安全性分析

近年来有许多基于迭代混沌映射的密码系统被提出,但它们中很少能抵抗选择明文攻击、选择密文攻击或者已知明文攻击。本文分析了参考文献[14]中存在的一些缺陷并且攻破它。参考文献[14]主要思想在于使用变长扩展密钥（最大128位）构造四个一维混沌映射的初值和迭代次数,获取初值和迭代次数的过程是有限整数问题,存在致命缺陷,不具抗攻击性,本文使用选择密文/明文攻击方法在很短时间内就能恢复变长扩展密钥。     

高级加密标准AES-192的7轮不可能差分分析

结合密钥扩展算法和划分子集的方法,提出7轮AES-192的不可能差分分析方法.首先估算猜测初始轮的错误密钥的最小概率;然后计算所需的明密文对的数量并选择明密文对,计算密文对的差分,猜测特殊的密钥字节对其进行不可能差分攻击.该攻击需要278选择明文,记忆存储空间为2129分组,以及约2155的7轮AES-192加密.与目前现有的结果相比,该攻击需要更少的选择明文数和较低的时间复杂度.     

基于假分数阶激光混沌的数字图像加密研究

为提高信息加密的安全性,设计了一种基于假分数阶激光混沌系统的加密算法,密钥空间由系统的初始状态变量、参数和分数阶次构成,且把所有明文像素值代入密钥,从而提高算法的抗破解能力.数值模拟中对Lena灰度图和Couple彩色图等数字图像进行加密.理论分析和数值仿真表明,该算法的加密空间大,可以有效抵抗密文攻击、差分攻击、选择明文攻击和统计攻击,在多媒体数据的安全通信中具有发展潜力.     

基于二次剩余的密钥体制的构造

为了避免确定性的公钥密码体制容易遭受选择明文攻击的问题,文中以大数因数分解的困难性和模Blum数的二次剩余求平方根的不易性为理论基础,引入随机数,构造了一种以二次剩余为基础的多项式加密密钥体制。该密码体制的密码强度不低于RSA公钥密码体制的密码强度,可以有效地抵挡来自选择明文的攻击,安全性较高。它的密文膨胀率不高于Blum和Goldwasser提出的BG密码体制的密文膨胀率,当我们要传输的明文较长时,它的密文膨胀率近似为1。