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分组密码二元扩散结构的几点注记

软件学报 2012年第9期23卷 2430-2437页

作者：崔霆陈河山金晨辉信息工程大学电子技术学院河南郑州450004 河南大学河南开封475001

0-1矩阵常用于设计分组密码的扩散结构.首先证明,当GF(2n)上的矩阵重新定义在扩域GF(2mn)上时其分支数保持不变,据此补充了Choy等人关于GF(2n)上二元矩阵分支数上界的证明.构造了一批分支数达到最优的8阶二元可逆矩阵,给出了一类差分分... 详细信息

0-1矩阵常用于设计分组密码的扩散结构.首先证明,当GF(2n)上的矩阵重新定义在扩域GF(2mn)上时其分支数保持不变,据此补充了Choy等人关于GF(2n)上二元矩阵分支数上界的证明.构造了一批分支数达到最优的8阶二元可逆矩阵,给出了一类差分分支数和线性分支数相等的二元可逆矩阵,并从中搜索出了大量16阶分支数达到最优的二元矩阵和对合二元矩阵.

关键词：分组密码扩散结构分支数 0-1矩阵

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分组密码最小活跃S盒个数快速搜索算法

通信学报 2023年第1期44卷 118-128页

作者：刘正斌李永强朱朝熹保密通信重点实验室四川成都610041 中国科学院信息工程研究所北京100093

为了解决密码设计中最小活跃S盒个数的快速计算问题,研究了扩散层的差分和掩码传播性质,提出了一种计算最大距离可分(MDS)矩阵和二元域矩阵的差分/掩码模式分布表的方法,并证明了所提方法计算复杂度的下界。基于扩散矩阵的差分/掩码模... 详细信息

为了解决密码设计中最小活跃S盒个数的快速计算问题,研究了扩散层的差分和掩码传播性质,提出了一种计算最大距离可分(MDS)矩阵和二元域矩阵的差分/掩码模式分布表的方法,并证明了所提方法计算复杂度的下界。基于扩散矩阵的差分/掩码模式分布表,提出了一种快速搜索分组密码最小活跃S盒个数的算法,将其用于代入置换网络(SPN)型分组密码,找到了LED、SKINNY、CRAFT和FIDES的全轮最小活跃S盒个数。

关键词：分组密码差分密码分析线性密码分析活跃S盒自动化搜索

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分组密码TWINE的中间相遇攻击

软件学报 2015年第10期26卷 2684-2695页

作者：汪艳凤吴文玲中国科学院软件研究所可信计算与信息保障实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049

将Biclique初始结构与标准的三子集中间相遇攻击相结合,给出了一种普遍的中间相遇攻击模式.与Biclique分析相比,该模式下的攻击作为算法抗中间相遇攻击的结果更为合理.进一步地,评估了算法TWINE抗中间相遇攻击的能力,通过合理选择中立... 详细信息

将Biclique初始结构与标准的三子集中间相遇攻击相结合,给出了一种普遍的中间相遇攻击模式.与Biclique分析相比,该模式下的攻击作为算法抗中间相遇攻击的结果更为合理.进一步地,评估了算法TWINE抗中间相遇攻击的能力,通过合理选择中立比特位置以及部分匹配位置,给出了18轮TWINE-80以及22轮TWINE-128算法的中间相遇攻击结果.到目前为止,这是TWINE算法分析中数据复杂度最小的攻击结果.

关键词：分组密码 TWINE 中间相遇攻击 Biclique 数据复杂度

分组密码SHACAL2的Biclique攻击

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计算机研究与发展 2014年第10期51卷 2329-2335页

作者：郑雅菲卫宏儒北京科技大学数理学院北京100083

分组密码算法SHACAL2是由Handschuh等人于2002年基于标准散列函数SHA2设计的,具有较高的安全性.利用SHACAL2算法密钥生成策略与扩散层的特点,构造了SHACAL2的首18轮32维Biclique.基于构造的Biclique对完整64轮SHACAL2算法应用Biclique攻... 详细信息

分组密码算法SHACAL2是由Handschuh等人于2002年基于标准散列函数SHA2设计的,具有较高的安全性.利用SHACAL2算法密钥生成策略与扩散层的特点,构造了SHACAL2的首18轮32维Biclique.基于构造的Biclique对完整64轮SHACAL2算法应用Biclique攻击.分析结果表明,Biclique攻击恢复64轮SHACAL2密钥的数据复杂度不超过2224已知明文,时间复杂度约为2511.18次全轮加密.与已知分析结果相比,Biclique攻击所需的数据复杂度明显降低,且计算复杂度优于穷举攻击.对全轮的SHACAL2算法,Biclique攻击是一种相对有效的攻击方法.这是首次对SHACAL2算法的单密钥全轮攻击.

关键词：分组密码 SHACAL2 Biclique攻击中间相遇攻击复杂度

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分组密码算法uBlock积分攻击的改进

电子与信息学报 2024年第5期46卷 2149-2158页

作者：王晨崔佳敏李木舟王美琴山东大学网络空间安全学院(研究院) 青岛266237 泉城实验室济南250100 山东大学密码技术与信息安全教育部重点实验室济南250100

积分攻击是由Daemen等人(doi:10.1007/BFb0052343)于1997年提出的一种密码分析方法,是继差分分析和线性分析之后最有效的密码分析方法之一。作为2018年全国密码算法设计竞赛分组算法的获胜算法,uB-lock抵抗积分攻击的能力受到较多的关... 详细信息

积分攻击是由Daemen等人(doi:10.1007/BFb0052343)于1997年提出的一种密码分析方法,是继差分分析和线性分析之后最有效的密码分析方法之一。作为2018年全国密码算法设计竞赛分组算法的获胜算法,uB-lock抵抗积分攻击的能力受到较多的关注。为了重新评估uBlock家族密码算法抵抗积分攻击的安全性,该文利用单项式传播技术,结合混合整数线性规划(MILP)工具搜索积分区分器,并利用部分和技术进行密钥恢复攻击。对于uBlock-128/128和uBlock-128/256,基于搜索到的9轮积分区分器分别进行了首个11轮和12轮攻击,数据复杂度为2~(127)选择明文,时间复杂度分别为2~(127.06)和2~(224)次加密,存储复杂度分别为2~(44.58)和2~(138)字节;对于uBlock-256/256,基于搜索到的10轮积分区分器进行了首个12轮攻击,数据复杂度为2~(253)选择明文,时间复杂度为2~(253.06)次加密,存储复杂度为2~(44.46)字节。与之前uBlock的最优积分攻击结果相比,uBlock-128/128和uBlock-256/256的攻击轮数分别提高2轮,uBlock-128/256的攻击轮数提高3轮。本文的攻击说明,uBlock针对积分攻击依然有足够的安全冗余。

关键词：密码分析分组密码 uBlock 积分攻击

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分组密码Cache攻击技术研究

计算机研究与发展 2012年第3期49卷 453-468页

作者：赵新杰王韬郭世泽刘会英军械工程学院计算机工程系石家庄050003 北方电子设备研究所北京100083

近年来,Cache攻击已成为微处理器上分组密码实现的最大安全威胁,相关研究是密码旁路攻击的热点问题.对分组密码Cache攻击进行了综述.阐述了Cache工作原理及Cache命中与失效旁路信息差异,分析了分组密码查表Cache访问特征及泄露信息,从... 详细信息

近年来,Cache攻击已成为微处理器上分组密码实现的最大安全威胁,相关研究是密码旁路攻击的热点问题.对分组密码Cache攻击进行了综述.阐述了Cache工作原理及Cache命中与失效旁路信息差异,分析了分组密码查表Cache访问特征及泄露信息,从攻击模型、分析方法、研究进展3个方面评述了典型的分组密码Cache攻击技术,并对Cache攻击的发展特点进行了总结,最后指出了该领域研究存在的问题,展望了未来的研究方向.

关键词：微处理器分组密码 Cache攻击旁路攻击查找S盒物理安全性

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分组密码算法抗故障攻击能力度量方法研究

电子与信息学报 2017年第5期39卷 1266-1270页

作者：欧庆于罗芳叶伟伟周学广海军工程大学信息安全系武汉430033

该文从算法层面对分组密码固有的故障泄露特点进行了分析,提出一种可用于刻画其故障传播特性的传播轨迹框架,并以此为基础构建了适用于单次和多次故障注入场景的抗故障攻击能力度量方法。实验表明,该度量方法能够有效刻画不同故障注入... 详细信息

该文从算法层面对分组密码固有的故障泄露特点进行了分析,提出一种可用于刻画其故障传播特性的传播轨迹框架,并以此为基础构建了适用于单次和多次故障注入场景的抗故障攻击能力度量方法。实验表明,该度量方法能够有效刻画不同故障注入场景下密钥空间的变化规律,进而揭示其算法层面的抗故障攻击能力。

关键词：分组密码故障攻击度量

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分组密码算法的自相关检测参数选择

通信学报 2009年第7期30卷 86-90页

作者：范丽敏冯登国周永彬中国科学院软件研究所信息安全国家重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100039

自相关检测是一种用以检测一个长度为n的二元序列与其左移d位后序列的关联程度的随机性检测算法。d的选择范围很大,对所有参数逐一进行检测不现实,需要研究检测参数之间的关系。定义了检测参数之间可能存在的3种关系,以分组长度为m的分... 详细信息

自相关检测是一种用以检测一个长度为n的二元序列与其左移d位后序列的关联程度的随机性检测算法。d的选择范围很大,对所有参数逐一进行检测不现实,需要研究检测参数之间的关系。定义了检测参数之间可能存在的3种关系,以分组长度为m的分组密码随机性检测为对象,综合考虑分组密码和自相关检测的特点,利用统计实验研究了自相关检测参数子集D={1,2,m/4,m/2,3m/4,m,2m}中参数的关系。研究结果表明,对分组密码进行自相关检测时,检测参数应该首选d=m。该方法和结果为研究其他类型密码算法的随机性检测参数选择提供了新思路。

关键词：信息安全分组密码统计检测自相关检测参数选择

分组密码算法认证运算模式的注记及可证安全性

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电子科技大学学报 2009年第4期38卷 600-604页

作者：罗岚秦志光万国根魏正耀电子科技大学计算机科学与技术学院成都610054

对分组密码算法CCM、CMAC加密模式进行描述,用可证安全性理论对它们进行相关研究和证明,并对各种证明情况在不同通信环境下的使用作出说明。针对认证工作模式用流程图的方式进行描述,同时证明了所有标准化的运算模式对于不同的使用环境... 详细信息

对分组密码算法CCM、CMAC加密模式进行描述,用可证安全性理论对它们进行相关研究和证明,并对各种证明情况在不同通信环境下的使用作出说明。针对认证工作模式用流程图的方式进行描述,同时证明了所有标准化的运算模式对于不同的使用环境是安全的。所研究内容对于2007年7月公布的GCM模式仍然适用,而且对于新的运算模式设计,可证安全性仍然是一个必要的环节。

关键词：分组密码运算环境运算模式可证安全性流密码