检索结果-南通市图书馆

通信学报 2012年第10期33卷 143-148页

作者：宋海欣范修斌武传坤冯登国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京100049

在一般随机布尔函数及布尔函数的代数次数或代数标准型项数受限情况下,从理论上分析了立方攻击的成功概率,对立方攻击密码分析方法提供了理论支持。理论结果与对流密码算法Trivium及Grain v1的实验结果是相吻合的。

关键词：立方攻击成功概率密钥恢复 Grain v1 布尔函数

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基于图像像素划分的主动隐写分析

电子与信息学报 2012年第8期34卷 1928-1933页

作者：刘静汤光明解放军信息工程大学电子技术学院郑州450004

隐写分析的研究主要集中于隐写检测,而对主动隐写分析研究的较少。该文从隐写检测角度出发,将图像像素划分为不同类点,通过对信息嵌入、最低位平面置反带来的各类点频次变化的分析,提出一种针对空域图像LSB(Least Significant Bit)替换... 详细信息

隐写分析的研究主要集中于隐写检测,而对主动隐写分析研究的较少。该文从隐写检测角度出发,将图像像素划分为不同类点,通过对信息嵌入、最低位平面置反带来的各类点频次变化的分析,提出一种针对空域图像LSB(Least Significant Bit)替换隐写术的主动隐写分析方法,解决了主动隐写分析中的密钥恢复问题。所提出的方法物理意义直观,实现简单。实验结果表明,该方法在一定嵌入率范围内均可成功恢复隐写密钥。

关键词：隐写隐写分析像素划分最低位比特(LSB)替换密钥恢复

Elephant-Delirium算法安全性分析

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广州大学学报（自然科学版） 2022年第4期21卷 46-52,86页

作者：侯铖安刘美成中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室北京100093 中国科学院大学网络空间安全学院北京100093

文章主要关注Elephant-Delirium算法的安全性分析。Elephant算法是美国国家标准与技术研究所主导的轻量级密码算法标准最终轮候选算法之一。Elephant加密算法的内部将密钥通过一个可逆变换扩展为秘密掩码,然后对内部状态使用置换达到混... 详细信息

文章主要关注Elephant-Delirium算法的安全性分析。Elephant算法是美国国家标准与技术研究所主导的轻量级密码算法标准最终轮候选算法之一。Elephant加密算法的内部将密钥通过一个可逆变换扩展为秘密掩码,然后对内部状态使用置换达到混淆和扩散的目的。Elephant-Delirium是Elephant的加密算法实例,采用Keccak-f[200]置换作为底层置换。文章利用Keccak-f[200]置换中非线性操作的代数次数为2的性质,构造出5轮Keccak-f[200]置换的零和区分器。在此区分器的基础上,文章使用分治法猜测Elephant-Delirium算法第6轮输出中的秘密掩码,并利用所构造的零和区分器筛选出正确的秘密掩码。在不重用随机数(nonce)的条件下,文章以100%的准确率和100%的成功率实现了6轮Elephant-Delirium的密钥恢复攻击,在单核CPU上的实际运行时间约为2.8 s。这是对Elephant-Delirium算法的第一个实际密钥恢复攻击。同时,文章利用立方攻击的思想扩展了优化插值攻击,从而将8轮Elephant-Delirium算法密钥恢复攻击的复杂度从2^(98.3)降到了2^(95.2)。

关键词： Elephant算法立方攻击优化插值攻击密钥恢复

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基于混沌的带密钥散列函数安全分析

通信学报 2011年第5期32卷 146-152页

作者：郑世慧张国艳杨义先李忠献北京邮电大学网络与信息攻防技术教育部重点实验室北京100876 山东大学计算机学院山东济南250100 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室信息安全中心北京100876

利用统计分析、生日攻击等方法,针对一类基于混沌系统的带密钥散列函数进行了分析,给出了针对这些算法的伪造攻击和等价密钥恢复攻击。同时,研究了上述攻击奏效的原因,并由此总结了基于混沌技术设计带密钥散列函数时应该注意的问题。最... 详细信息

利用统计分析、生日攻击等方法,针对一类基于混沌系统的带密钥散列函数进行了分析,给出了针对这些算法的伪造攻击和等价密钥恢复攻击。同时,研究了上述攻击奏效的原因,并由此总结了基于混沌技术设计带密钥散列函数时应该注意的问题。最后,提出了一个改进方案,该方案可以抵抗伪造攻击和等价密钥攻击,并且增加的计算负担可以忽略不计。

关键词：混沌带密钥散列函数伪造密钥恢复

基于轮密钥分步猜测方法的Midori64算法11轮不可能差分分析

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计算机应用研究 2018年第9期35卷 2777-2780页

作者：于政毛明李艳俊西安电子科技大学通信工程学院西安710071 电子科技大学计算机科学与工程学院成都610054 北京电子科技学院信息安全系北京100070

提出了一个Midori64算法的7轮不可能差分区分器,并研究了Midori64算法所用S盒的一些差分性质。在密钥恢复过程中,提出将分组的部分单元数据寄存,分步猜测轮密钥的方法,使时间复杂度大幅下降。利用这个区分器和轮密钥分步猜测的方法,给出... 详细信息

提出了一个Midori64算法的7轮不可能差分区分器,并研究了Midori64算法所用S盒的一些差分性质。在密钥恢复过程中,提出将分组的部分单元数据寄存,分步猜测轮密钥的方法,使时间复杂度大幅下降。利用这个区分器和轮密钥分步猜测的方法,给出了Midori64算法的11轮不可能差分攻击,最终时间复杂度为2^(121.64)次11轮加密,数据复杂度为2^(62.3)个64比特分组。这个结果是目前为止对Midori64算法不可能差分分析中最好的。

关键词： Midori64 不可能差分区分器密钥恢复复杂度

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工业互联网存储设备隐私安全

西安邮电大学学报 2022年第1期27卷 35-42页

作者：杨珍娜范九伦祝剑韩刚西安邮电大学网络空间安全学院陕西西安710121 西安邮电大学学报编辑部陕西西安710121

针对工业互联网中合法用户验证和用户隐私保护方面存在的缺陷,提出一种通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)大容量存储设备的增强型安全协议(Control Protocol for USB,CPFU)。在YWC协议中引入新的哈希函数进行加密,使得攻击者在获... 详细信息

针对工业互联网中合法用户验证和用户隐私保护方面存在的缺陷,提出一种通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)大容量存储设备的增强型安全协议(Control Protocol for USB,CPFU)。在YWC协议中引入新的哈希函数进行加密,使得攻击者在获取部分信息情况下,无法通过合法用户验证。基于Bellare-Rogaway不可区分性模型,将用户和服务器密钥进行交换,保证用户和服务器相互认证和协议会话密钥的机密性,为用户提供隐私保护。安全性分析表明,该协议具有用户隐私保护、防止密钥恢复攻击、防止离线口令猜测攻击、防止重放攻击和防止被盗验证者攻击等功能,并能够实现工业互联网存储设备USB端口文件的匿名传输,满足工业互联网存储设备安全需求。性能分析表明,该协议能够有效均衡计算与通信开销,安全性更高。

关键词：工业互联网 USB存储设备用户验证用户隐私密钥恢复

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对几种典型对称密码结构的分析

对几种典型对称密码结构的分析

作者：毛永霞河南师范大学

学位级别：硕士

对称密码结构主要包括分组密码、序列密码(流密码)、hash函数(哈希函数)和消息认证码,具有易于软硬件实现、运行速度快、存储量小等诸多优点,已经成为信息与网络空间安全中实现数据加密、消息认证和密钥管理等重要领域的关键部件,被广... 详细信息

对称密码结构主要包括分组密码、序列密码(流密码)、hash函数(哈希函数)和消息认证码,具有易于软硬件实现、运行速度快、存储量小等诸多优点,已经成为信息与网络空间安全中实现数据加密、消息认证和密钥管理等重要领域的关键部件,被广泛应用。因此,对对称密码算法安全性的研究具有重要意义。对对称密码算法安全性分析的方法有很多,中间相遇攻击和截断差分分析是两种比较基础的方法。中间相遇技术最初是由Diffie和Hellman在分析3重DES时,提出的一种区分器类攻击方法。经过了密码学家一系列的改进之后,现在已经成为密码算法安全性分析的通用方法,它主要由离线阶段的区分器构造过程和在线阶段的密钥恢复过程组成。截断差分分析是由差分分析衍生的一种密码学分析方法。差分分析需要寻找一个分组密码算法的高概率差分特征,但对于某些分组密码算法来说,这个条件是苛刻的,截断差分分析就放松了这一要求。它只需要寻找部分比特的差分,甚至是1个比特的差分,就可以攻击一个分组密码算法或者其简化版本。在这篇文章中,我们利用预建链表的中间相遇攻击和截断差分技术,讨论了两种典型对称密码结构的安全性。目前,对这两种结构已知的攻击都只进行到了若干轮的简化版本,而且对轮函数的性质都有一定的要求,但是在我们的攻击中,放松了这种要求。主要的研究内容和结果为:(1)第一种是3分支的广义Feistel结构。我们考虑选择密文条件下的中间相遇攻击,密钥长度为分组长度的三分之一。对于3分支的广义Feistel-2,我们构建了一个9轮的区分器,达到了10轮密钥恢复;对3分支的广义Feistel-3,我们找到了一个13轮区分器,在一些公共假设下,达到了17轮的密钥恢复攻击。(2)第二种是4分支的广义Feistel结构,我们仍然考虑选择密文下的中间相遇攻击。在压缩的Type-I结构中,我们选取国密算法SM4,构建了一个11轮的区分器,达到了13轮的密钥恢复;在Type-II结构中,我们对轮函数或者非线性层没有限制任何条件,构建了一个7轮的通用区分器。

关键词：对称密码 3分支广义Feistel 4分支广义Feistel 中间相遇攻击密钥恢复

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对MANTIS算法改进的差分分析

对MANTIS算法改进的差分分析

作者：刘茹山东大学

学位级别：硕士

MANTIS是一个轻量级可调分组密码,在美密2016上由Beierle等人提出。设计者的目标是实现优化的低延迟版本的可调分组密码算法并且有较好的安全性。MANTIS算法分组长度64比特,密钥长度128比特,tweak长度64比特。MANTIS算法有不同的版本,... 详细信息

MANTIS是一个轻量级可调分组密码,在美密2016上由Beierle等人提出。设计者的目标是实现优化的低延迟版本的可调分组密码算法并且有较好的安全性。MANTIS算法分组长度64比特,密钥长度128比特,tweak长度64比特。MANTIS算法有不同的版本,版本不同,轮数不同,安全界也不相同。设计者指出对于全轮版本的MANTIS-7,在相关tweak模式下,即使敌手掌握2n个选择明文,为了恢复全部128比特密钥信息至少需要进行2126-n次的MANTIS-7加密操作。设计者还声称减轮版本的MANTIS-5可以抵抗实际攻击,即不存在相关tweak模式下,数据少于230个选择明文或是240个已知明文,数据时间低于126的密钥恢复攻击。在FSE2017上,Dobraunig提出了对MANTIS-5的差分分析。理论上,在相关tweak攻击模式下,只需228的选择明文经过大约238次的加密就可以恢复出全部的密钥。之后,Eichlseder提出了对MANTIS-6的密钥恢复攻击,时间数据复杂度2108。本文在分析了Dobraunig、Eichlseder的差分特征和攻击过程的基础上,找到新的包括更多输入差分的差分特征族。在新的MANTIS-5,MANTIS-6的差分特征路线下的密钥恢复攻击中,我们采用了早期过滤技术进一步降低复杂度。基于新的MANTIS-5差分特征路线进行密钥恢复攻击,数据复杂度为226.58,时间复杂度为230.95,数据时间复杂度为257.53。基于新的MANTIS-6差分特征路线进行密钥恢复攻击,数据复杂度为250.61,时间复杂度为248.61,数据时间复杂度299.22。

关键词： MANTIS 差分分析多差分分析密钥恢复

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列混淆矩阵系数性质及对AES安全性的影响

列混淆矩阵系数性质及对AES安全性的影响

作者：安鑫山东大学

学位级别：硕士

高级加密标准（Advanced Encryption Standard,AES）是目前使用最广泛的分组加密算法,是通信交流中高安全性保证的重要组成部分。AES采取定长的128比特分组大小,使用SPN结构并迭代执行轮函数操作。轮函数共有四个组件,分别是S盒（SubByt... 详细信息

高级加密标准（Advanced Encryption Standard,AES）是目前使用最广泛的分组加密算法,是通信交流中高安全性保证的重要组成部分。AES采取定长的128比特分组大小,使用SPN结构并迭代执行轮函数操作。轮函数共有四个组件,分别是S盒（SubBytes,SB）、行位移（ShiftRows,SR）、列混淆（MixColumns,MC）和轮密钥加（AddRoundKey,AK）。MC操作可以在算法中实现扩散的功能,同时MC操作中使用的矩阵分支数为5,这也保证了任何连续的四轮AES都至少有25个活跃的S盒,从而能够有效的抵抗差分和线性攻击。然而在一些特定的攻击下,MC矩阵的系数选取有可能对AES的安全性产生影响。在之前的文献中就注意到了 MC矩阵系数有某种特殊性质,即每一行/列有部分元素异或和为零。目前也有不同的密钥恢复攻击基于这样的性质提出,其中在2016年的Crypto上Sun等人基于积分性质提出了第一个五轮AES的区分器,Grassi在2017年的FSE和2018年的CT-RSA上进一步的研究了 MC矩阵的系数性质,分别提出了第一个五轮的不可能差分区分器和五轮的秘密S盒密钥恢复攻击。关于秘密S盒的攻击,即密钥恢复过程中无需知道S盒的具体信息,故而可将攻击对象看作为变种的AES。在2015年的FSE上,Tiessen等人首次提出了秘密S盒AES的攻击,文章中首先恢复了 S盒的等价仿射进而恢复了密钥信息,而在利用矩阵系数性质的密钥恢复中,无需恢复S盒的任何信息即可直接恢复密钥信息。在论文中我们关注矩阵的系数性质对AES安全性的影响,首先总结了两种MC矩阵系数性质。之后基于这两种性质分别提出了秘密S盒下的5轮密钥恢复攻击方案。受2019年亚密上提出的交换攻击的启发,我们利用交换攻击的基本思想,并基于MC矩阵的部分系数和为零的性质,通过合理的选择明文和猜测密钥,可以将正确密钥与错误密钥区分。两种攻击方案均能恢复出12个字节的密钥差分信息,针对第一种矩阵系数性质的攻击需要242.6个选择明文,与之前的文献相比,这也是在选择明文场景下利用矩阵系数性质攻击的最优结果。针对第二种性质的攻击需要246个选择明文。我们的攻击方案在小规模AES上进行了可行性验证。

关键词： AES 列混淆矩阵交换攻击密钥恢复秘密S盒

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若干对称密码算法的安全性分析

若干对称密码算法的安全性分析

作者：朱春波东华大学

学位级别：硕士

对称密码体制是密码学两大密码体制之一。目前已有几十种对称密码算法被提出来。其中,AES算法是最著名的分组密码算法之一。特别的,AES算法在2001年被美国标准技术局公布为美国联邦政府使用的高级加密标准。在过去的十五年间,AES算法在... 详细信息

对称密码体制是密码学两大密码体制之一。目前已有几十种对称密码算法被提出来。其中,AES算法是最著名的分组密码算法之一。特别的,AES算法在2001年被美国标准技术局公布为美国联邦政府使用的高级加密标准。在过去的十五年间,AES算法在世界各地被广泛使用。此外,很多新发表的Hash函数和分组密码算法在设计上都采用和AES相似的结构,例如新乌克兰加密标准Kalyna分组密码算法。由于其重要的地位和影响性,AES算法的安全性一直是密码分析学界最热门的研究领域之一。学者们利用各种密码分析技术对其进行了深入的研究,如biclique攻击,related-key攻击,中间相遇攻击,不可能差分攻击等等。目前,已经有研究成果表明攻击者可以利用biclique攻击对三个版本的AES算法进行全轮的攻击。此外,related-key攻击也被证明可以用来攻击全轮的AES-192和AES-256。而本文将利用single-key模型下的中间相遇攻击技术,对AES-192和Kalyna-128/256的安全性进行评估。以下是本文的主要研究成果:首先,本文介绍了9轮AES-192的中间相遇攻击。此攻击的基础是一个对5轮AES-192的新观察。通过利用AES算法中列混淆运算的性质,这个新观察发现了一个248比特长且由43个字节参数决定的特殊有序列。如果消息对满足预先选定的差分路径,利用优化版的差分枚举技术,这43个字节参数又可以从22个字节变量计算出来。因此,虽然这个特殊的有序列理论上可以有2种取值,但实际上最多只能取到2种。结合这个新观察,一个5轮AES-192的区分器便构造而成。然后,这个区分器被向前扩展3轮和向后扩展1轮,来进行对9轮AES-192的中间相遇攻击。此攻击具有的数据复杂度为2个选择明文,存储复杂度为2 128-bit空间,以及时间复杂度为2189次9轮AES加密操作。其次,本文通过利用一条更优化的差分路径,改进了此前由Akshima等人提出的对9轮Kalyna-128/256的中间相遇攻击。这条新差分路径的优点在于,可以降低pre-computation阶段的时间复杂度。而在新旧攻击中,此阶段的时间复杂度都决定了整个攻击的时间复杂度。于是,整个攻击的时间复杂度也被降低到2238.8次9轮Kalyna-128/256加密操作。此外,在保持相同数据复杂度的条件下(2105个选择明文),新攻击的存储复杂度也比原先略低,为2。最后,本文观察到,如果将6轮Kalyna区分器设定在第2轮和第7轮之间,而不是从第一轮开始,攻击者可以利用更多的密钥关系。这意味着攻击者可以用key-dependent sieve技术提前过滤更多错误的序列。于是,本文提出了一个第二个6轮Kalyna-128/256区分器。但是当将其应用到对Kalyna-128/256的中间相遇攻击时,Kalyna算法中的pre-whitening模2密钥加使得在区分器后面(即第一轮)增加一轮变得非常困难。故本文只能在区分器前面增加4轮(即第8到11轮),然后从第二轮开始攻击,最终实施10轮Kalyna-128/256的中间相遇攻击。经过time/data/memory tradeoffs之后,此次攻击的时间、数据和存储复杂度分别为2、2和2。

关键词： AES Kalyna single-key模型中间相遇攻击密钥恢复