混合密码SCB算法的密钥恢复攻击

针对SCB (senior cross breed)算法序列部分设计的安全问题, 在已知序列部分生成的密钥流的情况下,用 O(2⁴⁴)的计算复杂度恢复算法的种子密钥。为得到序列部分攻击所需要的密钥流, 基于单比特随机故障模型, 对SCB算法分组部分进行了差分故障攻击, 当引入640次故障时, 攻击算法成功率可以达到99.4%。恢复算法256 bit种子密钥需要的计算复杂度为O(2⁴⁴)。     

AES不可能差分攻击的进一步改进

AES是目前使用最广泛的分组密码算法。不可能差分密码分析是评估分组密码算法安全性的重要方法之一,目前AES-128的7轮不可能差分密钥恢复攻击是单密钥模式下轮数最长的攻击之一。在不可能差分攻击中,为了获得满足区分器差分的数据,需要进行数据对和猜测密钥的筛选,它们之间有很强的关联性,对攻击复杂度有很大影响。通过对筛选数据对和猜测密钥进行折中可以使不可能差分攻击的时间复杂度较低。目前时间复杂度最低的7轮AES-128不可能差分攻击是2010年Mala等利用筛选数据对和猜测密钥的一个折中提出的,攻击的时间、数据和存储复杂度分别为2^110.1、2^106.2和2^94.2。如果采用只筛选数据对的方法,攻击的数据复杂度和存储复杂度相对较低。2018年,Boura等利用只筛选数据对得到时间、数据和存储复杂度分别为2¹¹³、 2^105.1和2^74.1(原文中的时间复杂度2^106.88被更正为2¹¹³)的7轮AES-128不可能差分...     

修改Trivium流密码算法的滑动攻击

基于求解非线性方程组,对Sonmez等提出的修改Trivium算法进行了滑动攻击,找到了多于2⁸⁵的滑动对,远远大于原Trivium算法的滑动对数(2³⁹).在假设获得一个滑动对的基础上,攻击者可以恢复出修改Trivium算法的全部80 bit密钥,计算复杂度为O(2³⁵).     

Kasumi算法相关密钥Sandwich攻击区分器的构造

相关密钥Sandwich攻击是目前理论上攻击Kasumi算法最有效的方法之一.2010年Shamir等构造了7-轮Kasumi算法相关密钥Sandwich攻击区分器,该区分器成立的概率为2^-14,并被用于8-轮Kasumi算法的攻击.本文利用相关密钥Sandwich攻击的基本思想,扩展了中间层的概率计算方法,构造了15个概率为2^-14或2^-16的7-轮Kasumi算法相关密钥Sandwich区分器.在相同的攻击效率下,为8-轮Kasumi算法的攻击提供了更多的选择.     

对MIBS算法的中间相遇攻击

MIBS是一种Feistel结构的轻量级分组密码算法,它广泛适用于RFID等计算资源严格受限的环境.评估了简化轮数的MIBS算法对中间相遇攻击的抵抗能力,研究了MIBS算法的一个等价结构,构造出它的一个6轮区分器.基于6轮区分器,利用中间相遇攻击的方法,分别对8/9/10轮的MIBS-64/80和11轮的MIBS-80进行了攻击,并利用密钥生成算法中轮密钥之间的关系降低了数据复杂度和时间复杂度.所有的攻击实例都给出了复杂度分析.攻击结果表明11轮的MIBS-80对中间相遇攻击是不免疫的.     

Midori算法的多维零相关线性分析

利用零相关线性分析方法评估Midori64算法的安全性。利用"中间相错"的方法构造了Midori64的6轮零相关线性逼近,在此基础上,对10轮Midori64进行了密钥恢复攻击。该攻击过程的数据复杂度约为262.4个明密文对,计算复杂度为279.35次10轮加密运算。结果表明缩减至10轮的Midori64算法对于零相关线性分析方法是不免疫的。     

A5/1的故障分析

结合故障攻击与Guess determine攻击的思想, 提出A5/1在另一种模型下的故障分析. 结果表明: 通过引入故障, 可成功过滤占总猜测数99.9%的错误猜测, 最终可完全恢复A5/1的内部状态, 攻击的复杂度约为2⁴⁰, 成功的概率大于99%.     

Simon算法对SIMON密码的密钥恢复攻击

近年来,随着量子技术被应用到密码算法的安全性分析中,经典密码算法的安全性受到了极大的威胁.将Simon量子算法应用到SIMON密码的分析之中,成功构造一个周期函数,将3轮SIMON密码与随机置换区分开.随后对该周期函数满足Simon问题条件的参数进行估计,找到且证明其存在一个上界,从而计算出SIMON32/48/64这3类密码对应参数的上界值.最后通过分别构造加密和解密过程相应的区分器,对6轮SIMON密码进行了密钥恢复攻击,得到了4个轮密钥,并给出了该攻击的时间复杂度.     

改进的44轮SHACAL-2的相关密钥攻击

采用相关密钥的三明治矩形攻击,改进了44轮SHACAL-2的相关密钥攻击,利用模减差分和异或差分的混合表示方式以及采用差分集合代替单个差分提高差分路线的概率,构造的35轮相关密钥三明治矩形区分器的概率为2-430。利用该区分器给出了相关密钥情况下44轮SHACAL-2的密钥恢复攻击,复杂度为2217个选择明文,2476.92次44轮SHACAL-2加密,2222字节存储。     

混合密码SCB算法的密钥恢复攻击

针对SCB(senior cross breed)算法序列部分设计的安全问题,在已知序列部分生成的密钥流的情况下,用O(244)的计算复杂度恢复算法的种子密钥。为得到序列部分攻击所需要的密钥流,基于单比特随机故障模型,对SCB算法分组部分进行了差分故障攻击,当引入640次故障时,攻击算法成功率可以达到99.4%。恢复算法256 bit种子密钥需要的计算复杂度为O(244)。     

A New Method for Impossible Differential Cryptanalysis of 8-Round Advanced Encryption Standard

This paper first presents an impossible differential property for 5-round Advanced Encryption Standard （AES） with high probability. Based on the property and the impossible differential cryptanalytic method for the 5-round AES, a new method is proposed for cryptanalyzing the 8-round AES-192 and AES-256. This attack on the reduced 8-round AES-192 demands 2^121 words of memory, and performs 2^148 8-round AES-192 encryptions. This attack on the reduced 8-round AES-256 demands 2^153 words of memory, and performs 2^180 8-round AES-256 encryptions. Furthermore, both AES-192 and AES-256 require about 2^98 chosen plaintexts for this attack, and have the same probability that is only 2^-3 to fail to recover the secret key.     

22-轮SMS4的差分分析

SMS4是中国官方公布的第一个商用分组密码标准,使用差分方法分析了18轮的SMS4差分特征,并在此基础上攻击了22-轮的SMS4,攻击过程需要2117个选择明文,2112字节的存储空间,而时间复杂度为2123次22-轮加密。此结果是目前对SMS4差分分析的最好结果。     

An Analysis of International Data Encryption Algorithm（IDEA） Security against Differential Cryptanalysis

The security of international date encryption algorithm （IDEA（16））, a mini IDEA cipher, against differential cryptanalysis is investigated. The results show that [DEA（16） is secure against differential cryptanalysis attack after 5 rounds while IDEA（8） needs 7 rounds for the same level of security. The transition matrix for IDEA（16） and its eigenvalue of second largest magnitude are computed. The storage method for the transition matrix has been optimized to speed up file I/O. The emphasis of the work lies in finding out an effective way of computing the eigenvalue of the matrix. To lower time complexity, three mature algorithms in finding eigenvalues are compared from one another and subspace iteration algorithm is employed to compute the eigenvalue of second largest module, with a precision of 0.001.     

AES的插值攻击方法

由Jakobsen和Knudsen提出的插值攻击, 是对具有简单代数函数作为S盒的分组密码十分有效的一种密码分析方法. 本文分析了AES(Advanced Encryption Standard)算法中的代数表达式, 得出三轮AES加密后的明密文代数表达式具有次数较低(低于255次）的特点. 由于此特点, 通过拉格郎日插值公式, 利用255个函数值可唯一地求出254次多项式的表示, 把插值攻击应用到了低轮AES的密码分析中, 并给出了相应的结论及证明. 利用此攻击方法, 通过选取256对明密文, 即可还原4轮AES的密钥, 利用2048对明密文, 可成功地破译5轮AES密码, 并可把此攻击扩展到6轮的AES密码.     

11-Round impossible differential algebraic attack for serpent encryption algorithm

This paper explored algebraic features of nonlinear parts in Serpent encryption algorithm and offered an 11-round Serpent-128 impossible differential algebraic attack through utilizing the method in constructing S-box algebraic equations. The new method analyzed block 11-round Serpent with 2¹²⁷ selected plaintexts and 2¹²⁹ bytes memory space at the same time of giving a new design principle of S-box anti-algebraic attack.     

对10轮AES-128的中间相遇攻击

给出了AES-128相邻两轮的轮密钥之间的一个线性关系。通过将这一关系与Hüseyin Demirci和Ali Aydın Selçuk在2008年提出的一个5轮AES区分器相结合,构造了一个8轮AES区分器。在这个8轮AES区分器的基础上,设计了一个对10轮AES-128的中间相遇攻击方案。这一方案在预计算阶段可以节省相当大的存储空间。     

约减轮的MIBS算法的差分分析

密码算法MIBS是Maryam Izadi等人在CANS2009上提出的一个轻量级分组算法。它适用于RFID等对计算资源有严格限制的环境。给出了4轮差分特征最大概率为2-12,并给出其r(8≤r≤12)轮的差分特征。攻击13轮的MIBS算法,成功的概率是0.99,选择262对明文对,时间复杂度为225次加密运算,建立216字节的计数器表。     

彩虹表密码分析算法的图形处理器优化设计与实现

设计了一种在图形处理器(GPU)上的彩虹表密钥分析算法.结合GPU单指令多线程的特点改进了Oechslin的彩虹表算法,将预处理中彩虹链的计算分别映射到GPU的单个线程,并利用预计算链提高了在线分析的效率.所使用的硬件平台GPU Tesla C1060 相对于CPU Core2 Duo 2.8 GHz,在运行速度方面,预处理提高了41.2倍(每秒110×106次DES加密),在线分析提高了3.52倍.在此系统上用1.3 GB的磁盘空间,平均2.73 s的在线分析时间以及46%的概率,成功获得了加密选择明文的40 bit DES密钥.     

Sandwich-Boomerang attack on reduced round CLEFIA

CLEFIA （ named after the French word ＂Clef＂ meaning ＂Key＂ ） is an efficient, highly secure block cipher proposed by SONY Corporation in the 14th International Workshop on Fast Software En- cryption （ FSE-2007 ） and many cryptanalyses have been used to analyze it. According to the proper- ty of CLEFIA, a new technique Sandwich-Boomerang cryptanalysis is used on it. An 8-round Sand- wich-Boomerang distinguisher of CLEFIA is constructed using the best differential characteristic of CLEFIA. And then, based on the distinguisher, an attack against 10-round CLEFIA is proposed. The number of chosen plaintexts required is 2^119（or 2^120） and the time complexity is 2^120（or 2^121）. Compared with a 7-round impossible Boomerang distinguisher presented by Choy in the 4th Interna- tional Workshop on Security （IWSEC-2009） , the differential characteristics used in the attack are all the best ones, so it is believed that the attack is the best result that the Boomerang attacks can get on CLEFIA at present.