對若干輕量級分組密碼算法的安全性分析.pdf

1、當(dāng)今科技的迅速發(fā)展，手機(jī)、手提電腦、平板電腦的功能越來越強(qiáng)大，計算機(jī)的計算速度也呈指數(shù)級上升。這些現(xiàn)象意味著在信息技術(shù)進(jìn)步的同時，安全風(fēng)險也越來越大。安全、高效的密碼算法是保證信息安全的必要條件，而那些適用于大型計算機(jī)的分組密碼算法例如AES則不再適用于手機(jī)、平板等資源受限的環(huán)境。這一現(xiàn)象催生了大量輕量級分組密碼算法，隨之而來的就是對于輕量級分組密碼算法的分析。本文給出了輕量級分組密碼算法mCrypton和SIMON的安全性分析，其中m

2、Crypton采用分組密碼算法中典型的SPN結(jié)構(gòu)，而SIMON采用分組密碼算法中典型的Festial結(jié)構(gòu)。本文主要提出了對7輪mCrypton算法的不可能差分分析、8輪mCrypton-96算法的中間相遇攻擊和對30輪SIMON-64算法的差分分析。
　　1.本文首先提出了對mCrypton算法的中間相遇攻擊。mCrypton算法是明文分組長度為64比特的輕量級分組密碼算法，共有三種可用密鑰長度（64/96/128比特）。對8輪m

3、Crypton-96的中間相遇攻擊是基于4輪mCrypton的性質(zhì)，并結(jié)合了密鑰生成算法的特點和S盒的特性，成功的降低了攻擊過程中需要猜測的密鑰比特數(shù)，攻擊的存儲復(fù)雜度為247個字節(jié)，時間復(fù)雜度約為293.5次8輪mCrypton-96加密運算，數(shù)據(jù)復(fù)雜度為257個選擇明文。
　　2.本文改進(jìn)了對SIMON64算法的差分攻擊。SIMON64是明文分組長度為64比特的輕量級分組密碼算法，共有兩種可用的密鑰長度（96/128比特）。本

4、文在由Itai、Orr等人于2015年提出的23輪差分特征的基礎(chǔ)上前面加4輪SIMON運算、后面加3輪SIMON運算構(gòu)建了對SIMON64的30輪差分分析，比之前的結(jié)果增加了一輪。與此同時，本文充分利用了SIMON輪函數(shù)的特性，給出一對明文，可以根據(jù)30輪差分特征計算出相應(yīng)的86比特輪密鑰的值。對SIMON64/96(SIMON64/128)的差分分析的時間復(fù)雜度為286.2（2118.2），數(shù)據(jù)復(fù)雜度和存儲復(fù)雜度分別為263.3和29