对5轮IDEA算法的两种攻击

利用IDEA密钥扩展算法的线性特点,结合IDEA算法的性质提出了两种对5轮IDEA算法的攻击。第 1 种攻击采用相关密钥的思想,计算复杂度约为2^70.5 次加密5 轮IDEA 算法;第2⁷种攻击利用密钥特点, 攻击5轮仅需要27个选择明文, 计算复杂度约为2¹²⁰ 次加密 5 轮 IDEA 算法。     

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。     

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。     

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。     

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。     

轻量级分组密码算法MIBS不可能差分分析

轻量级分组密码算法适用于RFID等计算资源严格受限的环境。指出之前Asli Bay等人不可能差分分析结果的错误,并提出新的不可能差分分析。提出对约减至12轮的MIBS算法的攻击,此攻击需259选择明文和263次加密运算。     

Linear-Differential Cryptanalysis for SPN Cipher Structure and AES

0 Introduction Substitution and permutation network (SPN) structure is one of the most widely used structures in block ciphers. The SPN structure is based on Shannon’s principles of confusion and diffusion[1] and these principles are implemented through …     

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.     

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.     

ARIA的不可能差分分析

研究了ARIA在不可能差分分析下的安全性.通过对ARIA线性扩散层的分析,提出一类新的6轮ARIA的不可能差分,并从差分重量的角度,给出了2类具有一般形式的6轮ARIAR的不可能差分的结构和计数,从理论上证明了能够达到目前研究最优的6轮ARIA的所有不可能差分.研究结果表明,在输入输出差分重量为10的条件下,攻击6轮ARIA所需的数据量为2120个选择明文,计算量为294.5次6轮加密.
     

Rijndael算法的代数描述

给出Rijndael高级密码标准方法的代数描述.首先针对最常用的AES-128给出单次循环中两个主要步骤Sboxes和key Schedule的代数描述,然后利用结果推导单次循环的表达式,并将其合理组合归纳得多次循环.之后推广至AES-192和AES-256,并探讨可行性.最后简单讨论该代数描述方法的计算机实现.     

改进的7轮AES-192的碰撞攻击

对7轮AES-192的碰撞攻击进行了改进.改进的碰撞攻击是基于Gilbert和Minier的攻击过程并且利用了一些AES-192的密钥特性.改进的攻击可以使用2¹²³字节的存储通过大约2¹²⁰次加密运算来恢复主密钥,此过程比Gilbert和Minier的攻击过程提高了2²⁴倍而只需增加2⁸倍的存储量.如果保持存储量不变,改进的攻击过程需要大约2¹²⁷次加密运算.     

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.     

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.     

Dedicated Linear Attack on ARIA Version 1.0

ARIA is a new block cipher designed as the block cipher standard of South Korea.The current version is 1.0,which is an improvement of version 0.8 with the security using four kinds of S-boxes instead of two and an additional two rounds of encryptions.These improvements are designed to prevent the dedicated linear attack on ARIA version 0.8 by the four different kinds of S-boxes.This paper presents 12 linear approximations of a single round function that succeeds in attacking ARIA version 1.0 on 7,9,or 9 ...     

Improved differential attack on 30-round SIMON64

In this paper we present an attack on 30-round SIMON64, which improves the best results on SIMON64 by 1 round. We use a 23-round differential characteristic which was proposed by Itai et al in 2015 to construct a 30-round extended differential characteristized by adding 4 rounds on the top and 3 round on the bottom. Furthermore, we utilize all of the sufficient bit-conditions of the 30-round differential to compute a set of corresponding subkeys. Then we distribute the plaintext pairs over the 2⁸⁶ lists corresponding to the 86-bit subkeys. If a list contains two or more pairs, we regard the subkeys corresponding to the list as candidate subkeys. The time complexity of our attack on 30-round SIMON64/96 (SIMON64/128) is 2^86.2 (2^118.2) with a success probability of 0.61, while the data complexity and the memory complexity are 2^63.3 and 2⁹⁰ bytes, respectively.     

“与常数模2~n加”运算的不可能差分性质研究

对"与常数模2n加"即Y=(X+K)mod2n的不可能差分性质进行了研究,首次给出了当差分转移概率取值为0时,输入差ΔX、输出差ΔY及常数K的结构特点和计数下界。     

A related-key boomerang distinguishing attack of Threefish-256

The block cipher Threefish is the main component of Skein, which is based on ARX. Based on the efficient algorithms for calculating the differential of modular addition, we extend local collisions of Threefish-256 to more round by using related-key differential of addition in this paper. A related-key boomerang distinguish attack is proposed on 31-round Threefish-256 with a time complexity of 2²³⁴.     

一种片上可配置安全网络适配器的设计与实现

 为了满足当前高速网络传输处理中安全性与实时性的要求,以AES-128/192/256算法为基础,设计了一种采用流水可重构技术的AES加/解密IP核,并通过SOPC技术将该IP核、Nios II处理器、网络控制器等功能模块与外围设备进行集成,实现了一个可根据具体应用资源多少与安全系数要求而灵活配置的片上网络适配器.本设计采用硬件描述语言VHDL设计,利用Quartus Ⅱ8.0进行了综合与布线,最后在DE2实验平台上进行下载测试验证.整个设计硬件结构简单、安全性高、运行速度快、灵活性强,可被广泛应用于网络信息安全领域.     

针对FPGA实现的AES密码芯片的相关性电磁分析攻击

通过研究相关性电磁分析(CEMA)攻击方法, 构建电磁泄漏信息采集和数据处理平台, 对基于现场可编程门阵列(FPGA)实现的AES-128密码算法进行近场相关性电磁分析攻击。攻击结果表明, 该平台能够获取密码芯片工作时的电磁泄漏信息,并通过分析获取AES第10轮加密的全部16个字节密钥。经过优化数据处理, 相关性电磁分析攻击的效率得到很大提高, 攻击所需的数据组数大大下降。