一种基于Cache的AES计时模板攻击方法

采用面向字节、分而治之的攻击思想,将AES主密钥按字节划分为若干子密钥块,为每个子密钥块的所有候选值搭建Cache计时信息模板,并采集未知密钥AES算法的Cache计时信息,使Pearson相关性算法与模板匹配,成功地恢复AES-128位密钥。实验结果表明：AES查找表和Cache结构缺陷决定了AES易遭受Cache计时模板攻击,而模板分析理论在时序驱动攻击分析中是可行的。     

八轮MISTY1算法的相关密钥扩大飞来去器攻击

密钥扩展算法对分组密码的安全至关重要,目前各种攻击方法越来越关注密钥带来的影响.通过分析非线性函数FI和密钥扩展算法,并观察轮子密钥的排列方式,寻找到MISTY1算法一个包含290个弱密钥的、可应用于相关密钥扩大飞来去器攻击的弱密钥类.在弱密钥类的基础上,寻找到两条相互独立的相关密钥差分路径,从而构造了一个七轮MISTY1算法的相关密钥扩大飞来去器区分器,进而实现了对八轮MISTY1算法(不带最后FL层)的相关密钥扩大飞来去器攻击.攻击需要263个选择明文,攻击的计算复杂度是270.该攻击是第一个对不带最后FL层MISTY1算法的八轮攻击,且与同类攻击方法相比,攻击算法放宽了所需要的相关密钥的限制条件.     

针对S盒的ARIA-128差分故障分析

针对ARIA-128分组密码进行差分故障分析,并将差分故障分析简化为求解S盒输入与输出差分问题,同时进行仿真实验。实验结果表明：ARIA-128分组密码易遭受差分故障分析攻击,8次故障注入可恢复1轮扩展轮密钥,32次故障注入即可恢复主密钥。该方法也适用于其他SPN结构的分组密码算法。     

针对DSA滑动窗口算法实现的指令Cache计时攻击

在现有的针对RSA等公钥密码的指令Cache计时攻击的研究基础上,提出了一套可行的针对DSA的指令Cache计时攻击方法,并对计时信息采集、识别、密钥恢复等环节进行了研究,给出了一种随机密钥恢复算法。搭建了攻击实验平台,利用编写的间谍程序对滑动窗口算法实现的DSA签名进行了实际攻击,验证了指令Cache计时攻击方法是可行、有效的．     

一种针对HIGHT的改进差分故障的分析

为评估HIGHT轻型分组密码抗故障攻击能力,基于单字节故障模型,提出一种改进的HIGHT故障攻击方法．首先在HIGHT最后1轮注入单字节故障恢复SK124和SK1262个轮密钥,然后增加故障注入深度,在HIGHT倒数第5轮注入单字节故障恢复HIGHT另外10个轮密钥,从而恢复HIGHT的全部主密钥．实验结果表明：仅需22次故障注入即可恢复HIGHT全部128位主密钥,优于现有故障攻击方法所需的32次故障注入．     

基于方差分析的RSA计时攻击

结合差分统计分析方法,引入方差分析假设检验,提出一种可行的计时攻击算法,并针对RSA算法的软件应用进行攻击实验。实验结果表明,该攻击算法不仅比传统攻击方式具有更高的可行性,而且能够适用于不同密钥长度的攻击。     

针对OpenSSL的RSA实现算法的计时攻击

通过对OpenSSL中的RSA算法的研究，发现RSA算法在解密过程中会发生Montgomery约简，从而导致对于不同的密文产生不同的解密时间差异，由该时间差异信息能够提取密钥的信息，进行密钥破解。为了能够产生更加明显的时间差异，提高攻击执行效率，提出了添加临近值的改进方法，并设计了计时攻击的流程。实验结果表明，改进的方法能够提高计时攻击的效率和准确性。     

针对固定窗口算法的椭圆曲线密码故障分析

针对固定窗口算法实现点乘运算的椭圆曲线密码,基于符号变换故障攻击原理,通过分析不同故障模型下的密钥恢复过程,给出一种能够解决“零块失效”问题的改进故障分析方法,并进行仿真实验。实验结果表明：采用固定窗口算法的椭圆曲线密码易遭受故障攻击,10min内即可恢复NIST-192完整密钥。该故障分析方法也适用于其他采用点乘运算的密码算法。     

Cache计时攻击对E1Gamal签名的安全威胁分析

分析了E1Gamal签名中模幂运算的平方乘算法和滑动窗口算法,给出了两种算法下利用Cache计时采集旁路信息的方法和幂指数恢复算法,分析了Cache计时攻击对幂指数相关的旁路信息获取能力以及Cache计时攻击对E1Gamal签名的安全性威胁．通过仿真验证了Cache计时攻击能够有效获取旁路信息,展示了不同长度随机密钥的安全等级,给出了建议采用的随机密钥长度与可能的防御措施．     

基于虹膜特征密钥的军事图像加密技术

对军事图像进行加密是确保军事图像安全常用的方法,但加密算法中的长密钥存在记忆困难、不易保管等问题.针对以上问题,文章提出一种基于虹膜特征密钥与AES结合的军事图像加密算法.在虹膜图像预处理基础上,应用2D Haar小波时虹膜有效区域进行三层分解,提取第三层细节系数并编码生成375位的虹膜特征码;从虹膜特征码中随机选取1...     

SHA-512算法及其基于生日攻击的安全性分析

生日攻击是一种通用的碰撞攻击方法,它可用于攻击任何类型的散列函数。分析了SHA-512的算法原理,讨论了生日攻击的碰撞阈值和攻击步骤,并对SHA-512算法在生日攻击下的安全性进行了分析。通过分析得出SHA-512所有消息块处理完后得到了8个64位变量H0-H7的数据级联,并且输出散列码是512位,这对于攻击者来说是不可预测的,猜中的概率可以忽略,而找到目标消息的碰撞的计算复杂度为2256。所以,相对来说SHA-512的安全性比MD5,SHA-1等要高,采用SHA-512后将更能抵抗生日攻击,并能抵御已知密码分析攻击。     

AES轮变换的代数正规型及其应用

每个布尔函数的代数正规型(ANF)是唯一的,对于研究布尔函数有重要意义.利用Mathematica软件得到了高级加密标准的轮变换(Sbox,ShiftRow和MixColumn的复合)的128个分量函数的代数正规型.每个分量函数都是32元布尔函数,其项数在448 ～ 545,平均为496,远远小于随机32元布尔函数的平均项数231.这表明AES轮变换与随机置换有巨大偏差.得到这些ANF的时间复杂度在一个2GHz的PC机上只用几分钟.该方法优于通过真值表得到ANF的经典算法——其得到128个分量函数的时间复杂度为0( 128×32 ×232)=0(244).作为应用,利用得到的ANF建立了一轮AES的一个方程系统,并用Cryptominisat 2.9.0进行求解.使用Guess-and-Determine的方法,利用一个已知明密对,可以在PC机上233h内得到全部128比特密钥.     

基于预测碰撞点带落角约束的导引律设计

为提高导弹导引精度,增强对落角的控制,针对带倾角运动的目标,推导了攻击运动目标带落角约束的偏置比例导引律。通过在偏置项中加入导弹-目标的相对运动状态,实现对带倾角运动目标指定角度攻击;考虑到导弹带落角约束攻击运动目标时传统剩余飞行时间估计精度不高的问题,通过对弹目碰撞点的预测,在推导的导引律基础上设计了基于预测碰撞点的剩余飞行时间估计方法。仿真结果表明:在不同的落角约束下,设计的基于预测碰撞点的剩余飞行时间估计方法估计精准;推导的攻击运动目标带落角约束的偏置比例导引律攻击精度高,对落角控制强,过载分布合理。     

基于GHZ态和Bell态纠缠的三方QDKD方案

以离散变量量子态为信息载体,利用量子纠缠原理及量子相干特性,提出了一种基于GHZ态与Bell态纠缠的三方量子确定性密钥分发方案。方案可用于向两个接收方传输待分发的确定性密钥,当制备多粒子纠缠态时,方案还能扩展成多方量子确定性密钥分发方案,极大地提高了密钥的整体分发效率。安全分析表明,方案能经受窃听者采取的截获重发攻击和纠缠攻击两种攻击方式,确保通信安全可靠。同时,该方案在执行过程中不涉及任何幺正操作,简单便捷。     

针对滑动窗口算法的椭圆曲线密码Cache计时攻击

基于访问驱动攻击模型,提出一种针对椭圆曲线滑动窗口算法的踪迹驱动Cache计时攻击方法,引入了方差思想判断每次窗口滑动是否查找了预计算表,提高了攻击成功率．仿真实验结果表踞：由于滑动窗口算法引入了预计算表,易遭受Cache计时攻击．精确采集NITT-192一次加密过程中窗口105次滑动的Cache时间信息即可获取完整密钥．本文的攻击方法对其他使用预计算表的公钥密码具有借鉴意义．     

一种针对PRESENT的改进旁路Cube分析方法

对PRESENT-80旁路Cube攻击进行了改进．基于第3轮单比特泄漏模型,在现有寻找密钥相关线性等式的基础上,通过获取非线性等式方法恢复出更多密钥位．实验结果表明：针对第1个s盒的第1位信息泄漏,2^7.67个选择明文即可恢复40位密钥,优于现有的32位;针对第2,3,4个S盒的第1位信息泄漏,2^12.147个选择明文即可恢复64位密钥,优于现有的48位,将密钥搜索空间降低到2^16．此外,本方法可适用于PRESENT-128及其它轻型分组密码旁路Cube分析．     

低轮PUFFIN算法的积分攻击

PUFFIN是一个分组长度为64bit的轻量级分组密码算法,其密钥长度为128bit。对PUFFIN抵抗积分攻击的能力进行研究,构造并证明PUFFIN算法存在5轮和6轮积分区分器。利用6轮积分区分器对8轮PUFFIN进行积分攻击,可恢复2轮共100bit轮密钥,攻击的数据复杂度为220个选择明文,时间复杂度约为233次8轮加密,存储复杂度为220,这是目前为止对PUFFIN最好的积分分析结果。     

一种针对移动异构传感器网络的密钥管理方案

基于不对称密钥预分配和哈希函数,提出了一种新的移动异构传感器网络的密钥管理方案。该方案主要对网络不同子区域使用单独分开的密钥池,并为簇头节点从存储密钥池中选出密钥和为普通节点从存储密钥池中选出密钥的派生密钥,提高了现有方案的安全连通率和抗节点捕获攻击能力。同时,利用区域种子密钥和哈希函数实现了对移动簇头的认证,有效防止了伪造攻击。分析和仿真表明:该方案不仅能明显提高移动异构传感器网络的安全性能,而且能有效减少资源消耗。     

针对从右到左平方乘算法的RSA故障分析

提出了针对从右到左平方乘算法实现的RSA故障分析算法,该算法利用多次在模幂运算执行过程中在不同指定位置对模数N注入故障获得的故障签名,通过密钥搜索恢复出参与故障运算的密钥片断,最终恢复完整密钥。从理论上分析了该算法的复杂度,并通过仿真实验进行了验证,得到了密钥搜索空间和所需注入故障数目与一次攻击恢复密钥片断长度之间的对应关系。     

基于无证书的卫星网络密钥管理方案

针对现有密钥管理方案不适用于卫星网络的问题,文中设计了一种基于无证书的卫星网络密钥管理方案。利用门限机制实现对主密钥的保护,避免了单点失效问题。引入无证书密码机制,实现安全的私钥更新和会话密钥协商。通过更新申请时刻合法性判断机制,有效地抵御了拥有合法身份的恶意节点发起的拒绝服务攻击。该方案避免了密钥托管问题,而且不需要复杂的双线性对运算。分析表明,该方案满足安全性需求,而且具有较好的效率。