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分组密码的零相关线性分析研究

以差分分析为基础,Biham等人于1999年提出了不可能差分分析模型,该方法利用概率为零的差分路径对分组密码进行密码分析。反观线性分析领域却还没有利用零相关线性逼近的密码分析方法。直至2012年,由Bogdanov等人提出的零相关线性分析模型的出现。零相关线性分析的主要想法是利用分组密码算法中普遍存在的相关度为零的线性逼近来判别一个分组密码算法是否是理想的。目前,构建零相关线性逼近主要采用手工的方式。对于不同结构的分组密码算法,构建零相关线性逼近的方式是不尽相同的。基于此现状,本文对零相关线性分析在两种不同结构的分组密码算法Skipjack和CLEFIA上的应用进行了研究:(1)根据分组密码算法Skipjack和CLEFIA的结构,构建零相关线性逼近。(2)利用零相关线性逼近,分别为分组密码算法Skipjack和CLEFIA构建了零相关线性区分器,并给出了区分算法。(3)利用零相关线性逼近,分别对分组密码算法Skipjack和C  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
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对SPECK系列分组密码算法的零相关线性分析

SPECK系列密码算法是由Ray Beaulieu等人在2013年提出的轻量级分组密码算法,该算法由简单的基本运算构成。SPECK轻量级分组密码算法的分组长度为32、48、64、96或128比特,密钥长度为64、72、96、128、144、192或256比特,即分组长度和密钥长度是非固定的。SPECK系列分组密码算法给出了10个应用实例,可以根据具体的安全性要求、性能要求、应用环境等选择合适的分组长度和密钥长度,具有很强的灵活性,应用前景十分广泛。本论文首先详细介绍了SPECK系列分组密码算法。该算法的轮函数结构较简单,主要由循环移位操作、异或运算和域上的模加运算组成;而算法的密钥扩展函数也调用了轮函数,这使得SPECK系列算法的加密效率很高,有利于进行软件实现。针对SPECK系列密码算法已经有了一些安全性分析结果,如Farzaneh Abed等人提出的飞去来器攻击和矩形攻击、Alex Biryukov等人提出的差分攻击以及由I...  (本文共43页) 本文目录 | 阅读全文>>

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分组密码攻击模型的构建和自动化密码分析

随着物联网时代向万物互联时代的不断推动,互联网为生活方方面面带来便利的同时,网络安全问题也在新形势下面临新的挑战。作为保障网络安全的基石,密码在安全认证、加密保护和信息传递等方面发挥了十分重要的作用。与公钥密码体制相比,对称密码算法由于效率高、算法简单、适合加密大量数据的优点应用更为广泛。基于这一事实,对分组密码算法分析与设计的研究在新环境下显得尤为重要。本文围绕分组密码攻击模型的构建和自动化密码分析这一主题展开。首先,在攻击模型构建方面,我们提出了卡方多重/多维零相关线性分析模型,并将该模型用于一系列算法的多重和多维零相关分析中。其次,针对自动化密码分析,我们一方面着眼于攻击路线的自动化搜索问题,另一方面试图借助自动化思想解决密码学中的理论问题。在路线自动化搜索方面,我们给出了基于MILP方法对具有复杂线性层的算法和ARX类算法搜索比特级分离特性的模型,使用新方法对一系列算法关于积分分析的抵抗性进行了评估。构建了基于SAT方法...  (本文共193页) 本文目录 | 阅读全文>>

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对分组密码算法MISTY1的零相关线性分析和轻量级分组密码算法S盒的设计

随着互联网技术的快速发展,通讯中的信息安全问题被日益关注,而密码学作为一门研究数据保护的学科也越来越被重视。密码学根据其研究方向的不同分为对称密码学和公钥密码学。分组密码是对称密码领域的一个重要分支,其特点是加解密速度快、软硬件实现效率高。由于这些特性,分组密码算法被广泛用于数据加密,像著名的SSL协议和IPSec协议中都用到了很多分组密码算法。MISTY1算法就是分组密码算法的代表之一。该算法是由日本著名密码学家Mitsuru Matsui等人于1995年设计的,之后该算法入选了欧洲NESSIE项目,并且被推荐为日本政府官方加密算法。此前针对此算法的最好的分析结果是Keting Jia等人提出的7轮不可能差分分析和、ukiyasu Tsunoo等人提出的7轮高阶差分分析。在本论文中,我们将进一步研究其在抵抗零相关线性分析方面的安全性。在轻量级分组密码算法S盒的设计方面,本论文在第五章也介绍了一些工作。本论文首先介绍了Andre...  (本文共44页) 本文目录 | 阅读全文>>

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分组密码算法的安全性分析

虽然早在1949年Shannon就提出了现代分组密码算法设计所遵循的两大安全性准则——混淆(Confusion)与扩散(Diffusion),但是现代分组密码算法的研究却真正开始于20世纪70年代中期,以数据加密标准DES的颁布为标志。20世纪90年代差分分析、线性分析等分析方法的出现以及计算能力的突飞猛进,促使美国和欧洲分别开始了AES以及NESSIE工程。这些征集工作极大地推动了分组密码算法的设计与分析理论的发展。由于差分分析与线性分析的有效性,种种基于这两种分析方法的新的分析模型被逐渐引入到分组密码算法分析领域。差分分析关注密码算法中出现的差分值的高概率传播现象并围绕此特性构建模型进行密钥恢复攻击。作为差分分析的衍生方法,不可能差分从另一个角度关注算法结构:利用算法中不可能出现的差分(概率为0)来排除错误的密钥猜测(正确密钥下不可能出现的差分)。由于不可能差分在对诸多算法的分析中取得的显著成果,以及线性分析与差分分析的相似...  (本文共132页) 本文目录 | 阅读全文>>

《密码学报》2014年03期
密码学报

零相关线性分析研究

零相关线性分析由Bogdanov和Rijmen于2012年首次提出,该方法利用分组密码算法中广泛存在的相关度为零的线性逼近来区分密码算法与随机置换.为了解决零相关线性分析所依赖的高数据复杂度的问题,Bogdanov与Wang于FSE 2012提出利用多条零相关线性逼近,以区分统计分布的方式来降低数据复杂度.为了消除新模型所依赖的强烈假设条件,Bogd...  (本文共15页) 阅读全文>>