一种新的CLEFIA多字节差分故障分析方法

阐述了CLEFIA分组密码算法及故障分析原理,根据在CLEFIA密码第r轮与第（r-2）轮注入多字节故障,提出了一种新改进的针对CLEFIA的多字节故障模型及分析方法,并通过软件仿真实验进行了验证。结果表明,CLEFIA算法的Feistel结构和差分S盒特性使其易遭受多字节故障攻击,而改进算法使得密钥的恢复效率大大提高。     

一种PUFFIN类SPN型分组密码的积分攻击

PUFFIN是一个具有64bit分组长度、128bit密钥的SPN型分组密码,为评估其安全性,从比特的层面分析其平衡性,构造了PUFFIN的5轮积分区分器,并利用高阶积分的思想将5轮区分器扩展为6轮,然后对8轮PUFFIN密码进行攻击。8轮攻击的数据复杂度为221,时间复杂度为234,空间复杂度为220。结果表明,8轮PUFFIN密码对于给出的攻击是不免疫的。对于线性层为置换的PUFFIN类SPN型分组密码,证明了至少存在3轮积分区分器,并给出了寻找该区分器的方法。     

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。     

Zodiac算法新的不可能差分攻击

重新评估了Zodiac算法抵抗不可能差分攻击的能力。通过分析Zodiac算法的线性层,给出了Zodiac算法两条新的14轮不可能差分。利用新的不可能差分,结合Early-Abort技术对完整16轮的Zodiac算法进行了不可能差分攻击。攻击过程中一共恢复6个字节的密钥,其时间复杂度只有232.6次加密,数据复杂度约为285.6个明文,该攻击结果与已有最好的结果相比,时间复杂度降低了一个因子233。结果表明由于Zodiac算法线性层的扩散性差,使得该算法对不可能差分分析是不免疫的。     

Zodiac算法新的不可能差分攻击

重新评估了Zodiac算法抵抗不可能差分攻击的能力。通过分析Zodiac算法的线性层,给出了Zodiac算法两条新的14轮不可能差分。利用新的不可能差分,结合Early-Abort技术对完整16轮的Zodiac算法进行了不可能差分攻击。攻击过程中一共恢复6个字节的密钥,其时间复杂度只有2_32.6次加密,数据复杂度约为2_85.6个明文,该攻击结果与已有最好的结果相比,时间复杂度降低了一个因子2₃₃。结果表明由于Zodiac算法线性层的扩散性差,使得该算法对不可能差分分析是不免疫的。     

Zodiac算法新的不可能差分攻击

#重新评估了Zodiac算法抵抗不可能差分攻击的能力。通过分析Zodiac算法的线性层,给出了Zodiac算法两条新的14轮不可能差分。利用新的不可能差分,结合Early-Abort技术对完整16轮的Zodiac算法进行了不可能差分攻击。攻击过程中一共恢复6个字节的密钥,其时间复杂度只有2_32.6次加密,数据复杂度约为2_85.6个明文,该攻击结果与已有最好的结果相比,时间复杂度降低了一个因子2₃₃。结果表明由于Zodiac算法线性层的扩散性差,使得该算法对不可能差分分析是不免疫的。     

DES密码旁路立方体分析

将立方体分析和旁路攻击结合,基于8位汉明重泄露模型,首次对DES分组密码抗旁路立方体攻击安全性进行了评估．在黑盒攻击场景下,攻击者首先按照一定规则生成立方体和超多项式,然后利用不同选择明文,计算其在加密过程某比特的高阶差分,判断该立方体对应的超多项式是否合法．对DES加密输出第l轮输出不同字节进行了黑盒旁路立方体攻击实验,结果表明：未经防护的DES密码易遭黑盒旁路立方体攻击;如果攻击者能够精确获取加密第1轮输出某一字节的汉明重泄露,最好的攻击结果为2＾9.35个选择明文可将DES主密钥搜索空间降至2＾15．     

基于小波变换和Feistel密码结构的图像置乱技术

由于图像信息在网络进行传输时,很容易被非法截取.而隐写术能起到保护机密信息免受攻击的作用,因而得到了广泛的研究和应用.置乱技术虽然是隐写术的预处理过程,但它在隐写术中起着非常重要的作用.提出了一种新的基于小波变换和Feistel密码结构的图像置乱方法,其置乱的对象是载体图像中的小波系数,置乱算法基于Feistel密码结构,密钥采用变形约瑟夫遍历产生,属于"一次一密"的密钥生成.将该方法用于油料信息图像隐藏实验取得了良好的效果.     

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。     

无限大导体平面上凹槽散射的快速多极子分析

采用快速多极子方法计算无限大导体平面上凹槽的雷达散射截面。由电磁场等效原理导出无限大导体平面上凹槽的等效电流和磁流组成的耦合积分方程,用共轭梯度法和电流迭代的方法求解此耦合积分方程,在迭代的过程中用快速多极子方法加快矩阵和向量之间的运算,快速多极子方法的引入使计算量和内存需求都由O(N2)下降到O(N1.5)。给出了算例,计算结果表明本文算法所得的结果与MOM的结果完全相符。     

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．     

对Sosemanuk算法改进的猜测决定攻击

Sosemanuk算法是欧洲eSTREAM计划最终获选的七个算法之一。从比特层面对该算法进行剖析,通过对Serpent1组件S盒、模232加法和线性反馈移位寄存器的研究,找到了关于内部状态的一个方程组,并利用Groebner基方法改进了对Sosemanuk算法基于字的猜测决定攻击。结果表明只需要猜测7个32比特的字就可以完全确定出其余5个32比特的内部状态,其攻击的复杂度为O(2192)。     

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．