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分组密码AES的非平衡biclique结构性质

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计算机应用研究 2018年第5期35卷 1566-1568页

作者：李云强卢一强王念平信息工程大学密码工程学院郑州450001

biclique攻击是目前唯一能将对AES全轮攻击降至穷举攻击之下的密钥恢复攻击,biclique结构决定着攻击算法的复杂性,为了提高对全轮AES的biclique攻击的效率,研究了AES的非平衡biclique结构性质。通过分析AES编码环节对biclique结构的影响... 详细信息

biclique攻击是目前唯一能将对AES全轮攻击降至穷举攻击之下的密钥恢复攻击,biclique结构决定着攻击算法的复杂性,为了提高对全轮AES的biclique攻击的效率,研究了AES的非平衡biclique结构性质。通过分析AES编码环节对biclique结构的影响,给出了寻找AES非平衡biclique结构的算法思路及其相关性质,对于AES-128、AES-192、AES-256三种密码模型,分别给出了其非平衡biclique结构的分布特征,具体列出了初始差分活动字节个数达到最小或最大的非平衡biclique结构。

关键词：分组密码AES biclique攻击 biclique结构非平衡biclique结构

广义Independent biclique攻击框架及其应用

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计算机学报 2018年第2期41卷 349-367页

作者：崔竞一郭建胜刘翼鹏信息工程大学郑州450001 信息保障技术重点实验室北京100072

该文对biclique攻击框架及其实现方法进行了研究.biclique攻击是一种结合biclique初始结构与中间相遇攻击的一种攻击方法,有平衡biclique攻击、非平衡biclique攻击、Star攻击等多种攻击形式.该文提出了广义biclique结构的概念,对Bicliqu... 详细信息

该文对biclique攻击框架及其实现方法进行了研究.biclique攻击是一种结合biclique初始结构与中间相遇攻击的一种攻击方法,有平衡biclique攻击、非平衡biclique攻击、Star攻击等多种攻击形式.该文提出了广义biclique结构的概念,对biclique结构重新进行了定义,涵盖了现有biclique结构.同时提出了一种广义biclique结构分类方式,按照维数分为高维biclique结构与低维biclique结构.通过进一步研究发现,高维biclique结构可由低维biclique结构直接构造得到,从而提出了一种高维biclique结构构造方法,降低了结构构造过程的复杂度,同时利用该方法所得到的biclique结构,结合计算与预计算技术,可以给出时间复杂度更优的biclique攻击结果.在此基础上,设计并提出了一个广义Independent biclique攻击框架,借助自动化实现技术能够面向比特构造出算法包括平衡biclique结构、Star结构、非平衡biclique结构在内的多种结构,同时能够给出算法在广义biclique攻击下的安全性分析结果.最后,以LBlock算法为例,利用框架综合分析了其在biclique攻击下的安全性,同时改进了AES-128算法基于Star结构的相关分析结果.获得分析结果如下:(1)针对LBlock算法,分别给出了两个低维biclique攻击结果与两个高维biclique攻击结果.构造了明文方向6轮4维的平衡biclique结构,给出了数据复杂度更优的平衡biclique攻击结果,其时间复杂度为2^(78.425)次全轮LBlock算法加密,数据复杂度为2^(40)选择明文;构造了明文方向6轮4维Star结构,给出了首个最低数据复杂度下全轮LBlock算法攻击结果,时间复杂度为2^(78.66)次全轮LBlock算法加密,数据复杂度为2个已知明文;构造了明文方向6轮8维平衡biclique结构,给出了目前最优的全轮LBlock算法分析结果,其时间复杂度为2^(78.14)次全轮LBlock算法加密,数据复杂度为2^(60)个选择明文;构造了明文方向6轮规模2~4×2~8的非平衡biclique结构,在2^(40)个选择明文条件下,给出了时间复杂度为2^(78.24)的全轮LBlock算法分析结果;(2)针对AES-128算法,改进了算法在Star攻击下的安全性.通过构造密文方向2.5轮Star结构代替明文方向的2轮Star结构,改进了最低数据复杂度下全轮AES-128的分析结果,其时间复杂度为2^(126.66)次全轮AES加密,数据复杂度为2个已知明文.

关键词： biclique攻击 Independent biclique结构广义biclique结构攻击框架 AES算法 LBlock算法

分组密码AES和ARIA算法的biclique分析

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分组密码AES和ARIA算法的Biclique分析

作者：徐田敏解放军信息工程大学

学位级别：硕士

随着计算机网络和通信技术的高速发展,人类社会已经进入信息化时代.我们可以通过一封邮件或一个电话将一条信息从地球的一端传到另一端,这给人类生活带来了很大的便利,但如何保护信息的安全对研究人员提出了巨大的挑战.分组密码是许多... 详细信息

随着计算机网络和通信技术的高速发展,人类社会已经进入信息化时代.我们可以通过一封邮件或一个电话将一条信息从地球的一端传到另一端,这给人类生活带来了很大的便利,但如何保护信息的安全对研究人员提出了巨大的挑战.分组密码是许多密码系统的核心要素,是保障信息机密性和完整性的重要技术.它具有速度快、易于标准化和便于软硬件实现等特点,通常是信息和网络安全中实现数据加密、数字签名、认证及密钥管理的核心体制,它在计算机通信和信息系统安全领域得到广泛应用.如全球高级加密标准AES广泛应用于各个领域, ARIA算法是韩国的分组密码标准.它们都经受住各种方法的分析,至今仍没有实际有效的攻击方法.因此,对AES和ARIA算法的分析研究具有重要的理论价值和现实意义. 本文研究了AES-128算法的差分路径, ARIA-256算法的密钥扩展算法和轮函数,对AES-128算法和ARIA-256算法进行了分析.取得以下主要研究成果: 1.分析AES-128算法的差分路径,选择了两种相关密钥差分,经过轮变化,构造了一个3轮biclique结构,并对AES-128算法进行了全轮攻击,相比前人的研究结果,在数据复杂度上有240的优势. 2.研究ARIA-256算法的密钥扩展算法,选择了经典的主密钥差分,使得轮子密钥的非零差分尽可能的少,结合轮变换构造了一个2轮的biclique结构,并结合中间相遇攻击,首次对ARIA-256算法进行了全轮攻击.攻击的数据复杂度为280个选择明文,恢复密钥的计算复杂度为2255.2.

关键词：密码分析分组密码中间相遇攻击 AES-128 ARIA-256 biclique结构

对全轮AES-128的biclique攻击

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信息工程大学学报 2012年第5期13卷 527-530,539页

作者：徐田敏陈少真信息工程大学网络空间安全学院河南郑州450001

文章给出了一个AES算法的biclique结构,提出了对AES-128算法的biclique全轮攻击,攻击的数据复杂度是248,恢复密钥的计算复杂度是2126.35次加密全轮AES-128算法。

关键词：分组密码 AES算法 biclique结构