检索结果-南通市图书馆

密码学报(中英文) 2024年

作者：谭林曾新皓刘加美战略支援部队信息工程大学

相关密钥攻击是对AES十分有效的分析方法之一.在2022年亚密会上,Derbez等利用概率为2-108的10轮相关密钥飞去来器区分器给出了目前最好的AES-192的全轮攻击.本文改进了全轮AES-192的相关密钥飞去来器和矩形攻击.基于Wang等的9轮相关密... 详细信息

相关密钥攻击是对AES十分有效的分析方法之一.在2022年亚密会上,Derbez等利用概率为2-108的10轮相关密钥飞去来器区分器给出了目前最好的AES-192的全轮攻击.本文改进了全轮AES-192的相关密钥飞去来器和矩形攻击.基于Wang等的9轮相关密钥飞去来器区分器的截断差分,本文利用飞去来器分布表（BDT）技术给出目前概率最高的10轮相关密钥飞去来器区分器,概率为2-105.92.基于该区分器,改进了全轮AES-192的相关密钥飞去来器攻击,时间、数据和存储复杂度分别为2121.92、2121.92和290.92,与之前的结果相比时间复杂度改进了22.08.进一步,给出了全轮AES-192的相关密钥矩形攻击,时间、数据和存储复杂度分别为2127.9、2119.5和2131.5,这也是目前在选择明文模式下对全轮AES-192最好的攻击结果.

关键词： AES算法飞去来器攻击矩形攻击相关密钥攻击

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对分组密码算法SMS4的矩形攻击

对分组密码算法SMS4的矩形攻击

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作者：薛萍山东大学

学位级别：硕士

SMS4是分组长度和密钥长度均为128比特的32轮迭代分组算法。它采用Feistcl算法结构,其解密算法与加密算法的结构相同,只是轮密钥的使用顺序相反,解密轮密钥是加密轮密钥的逆序。它的密钥扩展算法与加解密算法的结构也基本一样,只是改变... 详细信息

SMS4是分组长度和密钥长度均为128比特的32轮迭代分组算法。它采用Feistcl算法结构,其解密算法与加密算法的结构相同,只是轮密钥的使用顺序相反,解密轮密钥是加密轮密钥的逆序。它的密钥扩展算法与加解密算法的结构也基本一样,只是改变了L线性函数和轮函数中的某些参数。SMS4是WAPI中国无线局域网标准的数据加密和完整性校验使用算法。WAPI (Wireless Authentication Privacy Infrastructure),无线验证与保密结构,是我国首个在计算机宽带无线网络通信领域自主创新并拥有知识产权的安全接入技术标准,最早在中国无线局域网国家标准GB15629.11中提出。根据官方资料,相比之前的标准IEEE802.11n, WAPI采用特殊算法,具备特殊的加密保护,安全性和兼容性更高。它能有效阻止无线局域网不符合安全条件的设备进入网络,也能避免用户的终端设备访问不符合安全条件的网络,实现了“合法用户访问合法网络”,同时实现了通信中的数据保密。WAPI安全协议是三元对等鉴别(TePA)在无线局域网的第一个应用实例。由于WAPI标准的重要性,SMS4自其公布之初,就得到了社会上的广泛关注,也提出了多种针对该算法的攻击。迄今为止最好的针对SMS4算法的矩形攻击是在2008年由***与***等人提出的,攻击利用一个概率为2-244的16轮矩形区分器,以及2112.83次加密运算与2124个选择明文分析了18轮的SMS4算法。本文构造了一个概率为2-250的16轮矩形区分器,利用2127个选择明文攻击了18轮的SMS4,所需时间复杂度为2110.77。这一方法时间复杂度比之前的针对SMS4的矩形攻击更有效。本文根据S盒的性质,寻找特殊的输入和输出差分,使差分概率达到最高。在本篇论文中,我们构造了一个概率为2-250的16轮矩形区分器,并利用它攻出18轮的SMS4算法。设矩形攻击区分器为E,E0表示0-9轮的差分路径,E1表示10-15轮的差分路径,E=E1(?)E0。E0是10轮的差分路线,其输入差分为(β,β,α(?)β,α),输出差分为(α(?)γ,α(?)β(?)γ,β,β),概率为p=2-98。E1为6轮的差分路线,差分路径(δ,δ,η(?)δ,η)→(η,η(?)δ,δ,δ),概率为q=2-24。其中E0中的α,β,γ必须满足如下条件：1.α只有一个非零字节,β为α经过T函数之后的输出差分,同时,α(?)β只有三个非零字节。***(α(?)β)=2-6,即输入差分为α,输出差分为β的概率为2-6。3.γ为α(?)β经过T函数之后的输出差分,同时,α(?)γ只有三个非零字节。***(α(?)γ(?)γ)>0,即γ必须满足当输入差分为α(?)γ时,输出差分为γ的概率大于0。通过实验分析,比较各个可能的输入差分值,我们选择α=0x00000064同时实验数据得满足此条件的γ有210个由此得E0的概率为同时E1中的δ，η必须满足如下条件：1.η只有一个非零字节。2.δ为η经过T函数之后的输出差分。***(η(?)δ)=26,即δ必须满足,当输入差分为η时,输出差分为δ的概率为2-6。由此构造出E1概率为囚为SMS4的密钥长度为128比特,所以E的概率为2-98.2-24.2-128=2-250.分析具体的攻击步骤,计算得此攻击需要2127个选择明文,时间复杂度为2110.77。

关键词： SMS4 区分器矩形攻击差分路径

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分组密码SMS4的安全性分析

分组密码SMS4的安全性分析

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作者：孔祥龙山东大学

学位级别：硕士

SMS4算法公布于2006年2月,是中国官方公布的第一个商用分组密码标准,是中国无线局域网安全标准建议的分组密码算法。分组长度和密钥的长度均为128位的SMS4算法使用的32轮Feistel非平衡结构,是最初在LOKI密码算法的密钥扩展算法中出现的... 详细信息

SMS4算法公布于2006年2月,是中国官方公布的第一个商用分组密码标准,是中国无线局域网安全标准建议的分组密码算法。分组长度和密钥的长度均为128位的SMS4算法使用的32轮Feistel非平衡结构,是最初在LOKI密码算法的密钥扩展算法中出现的结构。SMS4在32轮非线性迭代之后加上了一个反序变换,因此SMS4中只要解密密钥是加密密钥的逆序,它的解密算法与加密算法就可以保持一致。另外SMS4中的密钥扩展方案也是利用了32轮的非平衡Feistel结构。在无线局域网应用中,安全第一,而安全问题己成为无线局域网向信息化应用迈进的最大障碍。近年来,无线局域网的安全技术得到了快速发展,但安全问题一直是无线局域网的一大弱点,限制了无线局域网技术的进一步推广。在无线局域网技术的安全领域,很多安全专家一直致力于解决它的安全问题。作为WAPI使用的相关分组密码算法,SMS4也是中国官方公布的第一个商用密码算法,怎么评估SMS4的安全性,也已经成为当前的研究热点之一。由于SMS4的在无线安全领域的重要作用,自其公布之初就引起了广大专家学者的注意。现在已有多种针对SMS4的攻击方法。矩形攻击作为目前常用的分组密码分析方法之一,可以利用高概率的低轮差分特征来构造高轮的差分区分器,从而在分组密码不存在高轮的高概率差分特征时仍然可以对其进行攻击。针对SMS4最早的矩形攻击是Lu在2007年提出来的,他攻击了14轮的SMS4,所用的矩形区分器的概率为2-237.64。***和***在2008年构造了一个概率为2-244的16轮的矩形区分器,然后利用2112.83次加密和2124个选择明文分析了18轮的SMS4算法。薛萍构造了一个概率为2-250的16轮矩形区分器,利用2127个选择明文攻击了18轮的SMS4,其时间复杂度为2110.77。在薛萍的研究成果的基础上,我们进一步改进了矩形攻击对18轮SMS4的攻击效率。我们同样是利用了薛萍提出的概率为2-250的16轮矩形区分器,这个区分器由一个10轮的差分路径和一个6轮的差分路径构成。SMS4的S盒和L变换具有特殊性质,其S盒有一个概率最大为2-6的输出差分值,其L变换的分支数为5.利用这两个性质,通过控制差分路径中某些值,我们让区分器的概率达到了最大值。此外,我们也采用了新的攻击方式。在攻击过程中,我们利用了哈希表来排序四元组,这样大大减少了比较的次数,进而降低了攻击的时间复杂度。改进后的矩形攻击的空间复杂度为2127个选择明文,时间复杂度为2103.83次18轮加密。针对SMS4的矩形攻击还有继续改进的余地,因此,最后我们提出了两种可能的方法,寻找更好的差分路径和添加一轮攻击,这可以作为我们以后的研究方向。

关键词： SMS4 矩形攻击差分路径

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