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Midori-64算法的截断不可能差分分析

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软件学报 2019年第8期30卷 2337-2348页

作者：李明明郭建胜崔竞一徐林宏信息工程大学

分析了Midori-64算法在截断不可能差分攻击下的安全性.首先,通过分析Midori算法加、解密过程差分路径规律,证明了Midori算法在单密钥条件下的截断不可能差分区分器至多6轮,并对6轮截断不可能差分区分器进行了分类;其次,根据分类结果,构... 详细信息

分析了Midori-64算法在截断不可能差分攻击下的安全性.首先,通过分析Midori算法加、解密过程差分路径规律,证明了Midori算法在单密钥条件下的截断不可能差分区分器至多6轮,并对6轮截断不可能差分区分器进行了分类;其次,根据分类结果,构造了一个6轮区分器,并给出11轮Midori-64算法的不可能差分分析,恢复了128比特主密钥,其时间复杂度为2121.4,数据复杂度为260.8,存储复杂度为296.5.

关键词：密码分析轻量级分组密码 Midori 不可能差分分析截断不可能差分区分器

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10轮Midori 128的中间相遇攻击

计算机应用研究 2019年第1期36卷 230-234,23页

作者：刘亚刁倩倩李玮刘志强上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海理工大学上海市现代化光学重点实验室上海200093 上海交通大学计算机科学与工程系上海200240 上海观源信息科技有限公司上海200240 东华大学计算机科学与技术学院上海201620 上海市信息安全综合管理技术研究重点实验室上海200240

轻量级分组密码由于软/硬件实现代价小且功耗低,被广泛地运用资源受限的智能设备中保护数据的安全。Midori是在2015年亚密会议上发布的轻量级分组密码算法,分组长度分为64 bit和128 bit两种,分别记为Midori 64和Midori 128,目前仍没有Mi... 详细信息

轻量级分组密码由于软/硬件实现代价小且功耗低,被广泛地运用资源受限的智能设备中保护数据的安全。Midori是在2015年亚密会议上发布的轻量级分组密码算法,分组长度分为64 bit和128 bit两种,分别记为Midori 64和Midori 128,目前仍没有Midori 128抵抗中间相遇攻击的结果。通过研究Midori 128算法基本结构和密钥编排计划特点,结合差分枚举和相关密钥筛选技巧构造了一条7轮中间相遇区分器。在此区分器前端增加一轮,后端增加两轮,利用时空折中的方法,提出对10轮的Midori 128算法的第一个中间相遇攻击,整个攻击需要的时间复杂度为2^(126. 5)次10轮Midori 128加密,数据复杂度为2^(125)选择明文,存储复杂度2^(105)128-bit块,这是首次对Midori 128进行了中间相遇攻击。

关键词：分组密码中间相遇攻击 Midori 128

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Midori算法的多维零相关线性分析

山东大学学报（理学版） 2018年第2期53卷 88-94页

作者：程璐魏悦川李安辉潘晓中武警工程大学电子技术系陕西西安710086

利用零相关线性分析方法评估Midori64算法的安全性。利用"中间相错"的方法构造了Midori64的6轮零相关线性逼近,在此基础上,对10轮Midori64进行了密钥恢复攻击。该攻击过程的数据复杂度约为262.4个明密文对,计算复杂度为279.35次10轮加... 详细信息

利用零相关线性分析方法评估Midori64算法的安全性。利用"中间相错"的方法构造了Midori64的6轮零相关线性逼近,在此基础上,对10轮Midori64进行了密钥恢复攻击。该攻击过程的数据复杂度约为262.4个明密文对,计算复杂度为279.35次10轮加密运算。结果表明缩减至10轮的Midori64算法对于零相关线性分析方法是不免疫的。

关键词：分组密码零相关线性分析 Midori 线性逼近

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Midori算法抗故障攻击安全性评估

密码学报 2017年第1期4卷 58-78页

作者：王艺迪赵新杰张帆郭世泽吴礼发李文楼潇轩中国人民解放军理工大学南京210007 解放军外国语学院指挥系洛阳471003 北方电子设备研究所北京100083 浙江大学信息与电子工程学院杭州310027 保密通信重点实验室成都610041 北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083

Midori是ASIACRYPT 2015上提出的一种轻量级分组密码算法,密钥长度为128-bit,分组长度为64/128-bit,分别对应Midori64和Midori128,可被用于保护物联网设备安全.对Midori算法抗故障分析安全性进行了评估.首先,基于信息论通过分析故障传... 详细信息

Midori是ASIACRYPT 2015上提出的一种轻量级分组密码算法,密钥长度为128-bit,分组长度为64/128-bit,分别对应Midori64和Midori128,可被用于保护物联网设备安全.对Midori算法抗故障分析安全性进行了评估.首先,基于信息论通过分析故障传播路径,对故障注入后的Midori密钥剩余熵进行了理论估计.结果表明:基于第R–3轮半字节和字节模型,1次故障注入可分别将Midori64、Midori128密钥剩余熵大约降低到68.47-bit、8.03-bit,但对倒数第2轮、第3轮故障分析复杂度较高,多次故障注入分析可解决该问题.然后,利用差分故障分析方法,对故障注入后的Midori密钥剩余熵进行了实际验证.结果表明:3次随机半字节、2次随机字节故障可分别将Midori64、Midori128的密钥剩余熵降低至8.10-bit和0-bit.最后,利用Midori代数方程简单特点,将代数分析引入到故障分析中,利用代数故障分析方法优化了Midori差分故障分析结果.结果表明:代数故障分析可将Midori64故障攻击扩展到复杂故障模型,基于第R–3轮字节故障模型、R–4轮半字节故障模型,可分别使用4次、10次故障注入恢复Midori64完整密钥;代数故障分析可以降低Midori128攻击复杂度,基于第R–3轮字节故障模型,1次故障注入在94%的情况下可将Midori128密钥熵降低至16-bit以内.因此,必须对Midori算法倒数5轮进行故障攻击防护.

关键词：轻量级分组密码 Midori 差分故障分析代数故障分析安全性评估

日本“Midori”模式对华南现代都市生态农业发展的启示

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热带地理 2010年第1期30卷 50-56页

作者：全斌李壁成陈其春湖南科技大学地球空间信息科学研究所湖南湘潭411201 中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001

通过对日本农业与农村的实地考察与研究,结合我国生态农业发展实际,首次介绍了日本从2005年开始出现的Midori生态农业模式——水土宜居家园,阐述其产生的背景、内涵及特征。这一生态农业模式的特点与启示是:科学的国土资源保护、水土资... 详细信息

通过对日本农业与农村的实地考察与研究,结合我国生态农业发展实际,首次介绍了日本从2005年开始出现的Midori生态农业模式——水土宜居家园,阐述其产生的背景、内涵及特征。这一生态农业模式的特点与启示是:科学的国土资源保护、水土资源精细利用、有效的城乡互动和生态观光农业发展。我国华南沿海地区在自然地理上与之相近,经济也较发达,可以借鉴日本Midori成功经验,发展生态农业,加快传统农业向现代农业过渡与社会主义新农村建设。

关键词：生态农业 Midori 日本华南地区

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Midori:轻量级开源Web浏览器

计算机与网络 2019年第8期45卷 33-33页

作者：李进才

Midori是一款开源的网络浏览器,更注重轻量级而不是提供大量功能。如果从未听说过Midori,可能会认为它是一个新的应用程序,但实际上Midori首次发布于2007年。因为它专注于速度,所以Midori很快就聚集了一群爱好者,并成为了Bodhi Linux、S... 详细信息

Midori是一款开源的网络浏览器,更注重轻量级而不是提供大量功能。如果从未听说过Midori,可能会认为它是一个新的应用程序,但实际上Midori首次发布于2007年。因为它专注于速度,所以Midori很快就聚集了一群爱好者,并成为了Bodhi Linux、SilTaz等轻量级Linux发行版的默认浏览器。其他发行版如Elementary OS也使用了Midori作为其默认浏览器。但Midori的开发在2016年左右停滞了,它的粉丝

关键词：浏览器 Midori Web

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典型轻量级分组密码算法不可能差分分析研究

典型轻量级分组密码算法不可能差分分析研究

作者：李明明战略支援部队信息工程大学

学位级别：硕士

轻量级分组密码算法由于其计算、存储资源开销少、且能够提供所要求的加密性能,从而被广泛应用于资源受限的环境。随着物联网的兴起,轻量级分组密码算法成为了人们研究的热点。不可能差分分析作为差分分析的一个变种,由Knudsen和Biham... 详细信息

轻量级分组密码算法由于其计算、存储资源开销少、且能够提供所要求的加密性能,从而被广泛应用于资源受限的环境。随着物联网的兴起,轻量级分组密码算法成为了人们研究的热点。不可能差分分析作为差分分析的一个变种,由Knudsen和Biham两人分别独立提出,是目前最常用的密码分析方法之一。不可能差分分析的关键在于找出分组密码算法的最长不可能差分区分器。不可能差分区分器轮数的上确界是衡量密码算法抵抗不可能差分分析的一个重要标准。如果能够给出密码算法最长不可能差分区分器,则无论对密码设计者还是分析者都有重要的参考价值。本文致力于几个典型轻量级分组密码算法在不可能差分分析下的安全性研究。基本研究思路是,首先对密码算法或者密码模型的密码学特性进行研究。其次,基于得到的性质,分析密码算法或者密码模型加、解密方向的差分扩散规律,并利用中间相错技术得到其不可能差分区分器的上确界。再次,利用密码算法或者密码模型加、解密方向的差分扩散规律找出其全部最长不可能差分区分器,或者对最长不可能差分区分器进行分类。最后,选择较优的不可能差分区分器,并结合一些攻击技术,给出密码算法的安全性评估结果。本文取得如下成果。1.对Midori算法在截断不可能差分分析下的安全性进行了研究。通过分析Midori算法的加密方向与解密方向的差分扩散规律,证明了Midori算法的截断不可能差分区分器至多6轮,并对6轮截断不可能差分区分器进行了分类。其次,根据分类结果,构造了一个6轮不可能差分区分器,并给出11轮Midori-64算法的不可能差分分析,恢复了128比特主密钥。2.对SPECK算法在不可能差分分析下的安全性进行了研究。首先利用徐洪等人给出的模整数加法差分扩散性质,分析SPECK系列算法的加密方向与解密方向的差分扩散规律,从而证明了在该性质下SPECK系列算法的不可能差分区分器至多6轮,并给出了所有6轮不可能差分区分器;其次,进一步给出模整数加法差分扩散的补充性质,并利用该性质构造了SPECK系列算法的7轮不可能差分区分器;此外,基于得到的SPECK系列算法6轮、7轮不可能差分区分器,给出了SPECK 2n/4n(2n=32,48,64,128)算法的10轮和11轮不可能差分分析,及SPECK 96/144算法的9轮和10不可能差分分析,恢复了全部主密钥。3.对类SIMON算法的不可能差分区分器进行研究。在单比特差分信息泄漏下,利用弱旋转性质,可以得到类SIMON算法在单比特差分情形下不可能差分区分器的上确界,并给出其所有最长单比特不可能差分区分器,进一步,提出了类SIMON算法在差分情形下的可加性质,可将单比特差分情形扩展至多比特差分情形,从而得到任意(非零)差分情形下的最长不可能差分区分器。以SIMON算法和SIMECK算法为实例,利用类SIMON算法在差分情形下的弱旋转及可加性质,分别证明了单比特差分信息泄漏下SIMON32/48/64/96/128算法最长不可能差分区分器的轮数是11/12/13/16/19轮,SIMECK32/48/64算法最长不可能差分区分器的轮数是11/13/15轮,并给出了各算法的所有最长不可能差分区分器。此外,发现SIMECK算法的多比特差分信息泄漏规律,并利用该规律分别找出了SIMECK48算法的15轮不可能区分器和SIMECK64算法的17轮不可能差分区分器。最后,由于张凯证明了类SIMON算法不可能差分区分器与零相关线性区分器是一一对应关系,故对于不可能差分区分器的结果同样适用于零相关线性区分器。

关键词：密码分析轻量级分组密码算法不可能差分分析不可能差分区分器 Midori SPECK 类SIMON SIMON SIMECK

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轻量级分组密码的不可能差分分析技术研究

轻量级分组密码的不可能差分分析技术研究

作者：于政西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着云计算和物联网技术的普及,小型设备之间的通信安全,以及小型设备与大型设备之间的通信安全越来越受到人们重视。如何设计更安全、更高效的轻量级分组密码已成为数据加密领域的研究热点。轻量级分组密码的研究,主要围绕轻量级分组... 详细信息

随着云计算和物联网技术的普及,小型设备之间的通信安全,以及小型设备与大型设备之间的通信安全越来越受到人们重视。如何设计更安全、更高效的轻量级分组密码已成为数据加密领域的研究热点。轻量级分组密码的研究,主要围绕轻量级分组密码的设计和分析这两方面展开。轻量级分组密码的分析方法与经典分组密码分析方法基本相同,主要包括强力攻击、差分分析及其变体、线性分析和积分分析。其中,不可能差分分析作为一种差分分析方法的变体,对结构与AES算法相似的密码算法有很好的分析结果。目前不可能差分分析的研究工作主要围绕两方面展开:其一是设计高效的自动化路径搜索和构造算法;其二是设计高效的密钥恢复算法。本文以轻量级分组密码Midori举例,主要研究了不可能差分分析的路径搜索技术和各种降低密钥恢复复杂度的技术。本文的主要工作如下:首先,研究了搜索不可能差分路径的技术。根据Midori算法在结构上与AES相似的特点,简化了不可能差分路径搜索算法u方法,主要包括加/解密特征矩阵的简化,以及加法表、乘法表的简化,并发现利用“置1法”获取加/解密特征矩阵的方法。利用简化后的u方法搜索得到一些Midori算法的5轮不可能差分路径。这项技术还适用于其他SPN结构分组密码的不可能差分路径搜索。其次,研究了不可能差分路径的延展构造技术。在分析Midori算法MixColumn操作特性的基础上,总结了MixColumn的4种差分传播模式,找到了每一种模式的输入输出对应关系。基于MixColumn的差分传播模式,利用“回溯法”寻找前置路径和后置路径,将其与5轮不可能差分路径拼接,构造了Midori算法7轮不可能差分路径,并设计了自动化构造的算法。然后,研究了轮密钥分步猜测技术。利用该技术,改进Midori-64算法的10轮不可能差分分析。利用分步猜测密钥与过滤明文技术,抵消了猜测密钥导致的复杂度升高,由此将计算复杂度降低。改进后时间复杂度由2次10轮加密时间降至2;数据复杂度由2个64比特分组降至2;密钥恢复过程所需的临时存储空间大小由2个64比特分组降至2。利用本文构造的7轮不可能差分路径,结合密钥分步猜测方法,首次实现了Midori-64算法的11轮不可能差分分析,时间复杂度为2次11轮加密时间,数据复杂度为2个64比特选择明文分组,需要临时存储空间为2个64比特分组。最后,研究了结构数放缩技术。该技术不要求密钥恢复过程结束后得到唯一的正确密钥,而是通过理论计算选取最优结构数,使密钥恢复过程复杂度与穷搜过程时间复杂度之和达到理论最小值。对10轮Midori-64算法的不可能差分分析,利用结构数放缩技术,将时间复杂度进一步降至2次10轮加密时间,数据复杂度降至2个64比特分组,所需的临时存储空间降至2个64比特分组。对11轮Midori-64算法,时间复杂度降至2次11轮加密时间,数据复杂度降至2个64比特分组,所需的临时存储空间降至2个64比特分组。这项技术同样适用于其它算法的不可能差分分析。

关键词：不可能差分分析 Midori 差分传播模式密钥分步猜测方法简化u方法结构数放缩技术