广义类CLEFIA动态密码结构抵抗差分和线性密码分析的安全性评估

1

作者 成磊 沈璇 任传伦 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2571-2580,共10页

基于四分支类CLEFIA动态密码结构,对2m分支类CLEFIA动态密码结构进行分析,证明基于循环变换的类CLEFIA动态密码结构等价于CLEFIA密码结构.对2m分支类CLEFIA动态密码结构最小差分活动轮函数个数的上界进行研究,证明每轮变换P_(i)为基于GF... 基于四分支类CLEFIA动态密码结构,对2m分支类CLEFIA动态密码结构进行分析,证明基于循环变换的类CLEFIA动态密码结构等价于CLEFIA密码结构.对2m分支类CLEFIA动态密码结构最小差分活动轮函数个数的上界进行研究,证明每轮变换P_(i)为基于GF(2^(s))上{0,1}构成的动态线性变换,2m分支类CLEFIA动态密码结构最小差分活动轮函数上界为[2^(2m-1)/2^(2m)-1mr],其中,r为轮数.另外,可将上述关于差分性质的结果推广得到类CLEFIA动态密码结构线性性质的结果. 展开更多

关键词 密码结构 类CLEFIA动态密码结构 差分密码分析 线性密码分析 活动轮函数

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5轮SAFER++的非线性密码分析 被引量：3

2

作者 吴文玲 马恒太 +1 位作者 唐柳英 卿斯汉 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第7期961-965,共5页

SAFER + +是进入NESSIE第二轮评估的 7个算法之一 .设计者称 2 .5轮SAFER + +可以抵抗线性密码分析 .JNakahara指出对某些密钥 ,改进型线性密码分析攻击 4轮SAFER + +比强力攻击有效 .本文对SAFER + +的基础模块深入分析和测试后 ,对 5... SAFER + +是进入NESSIE第二轮评估的 7个算法之一 .设计者称 2 .5轮SAFER + +可以抵抗线性密码分析 .JNakahara指出对某些密钥 ,改进型线性密码分析攻击 4轮SAFER + +比强力攻击有效 .本文对SAFER + +的基础模块深入分析和测试后 ,对 5轮SAFER + +进行非线性密码分析 ;攻击对 2 2 52 个 2 5 6比特长度的密钥有效 ,攻击的数据复杂度为 2 12 0 .虽然此攻击对SAFER + +的实际安全构不成威胁 ,但是显示非线性密码分析攻击 5轮SAFER + +比强力攻击有效 ,也说明了非线性密码分析攻击 5轮SAFER + 展开更多

关键词 线性密码分析 非线性密码分析 线性逼近 非线性逼近 SAFER++

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CS-CIPHER两个变体的线性密码分析 被引量：4

3

作者 吴文玲 卿斯汉 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期283-285,共3页

CS CIPHER是NESSIE公布的 17个候选算法之一 ,它的分组长度为 6 4 比特 .本文对CS CIPHER的两个变体进行了线性密码分析 .对第一个变体的攻击成功率约为 78 5 % ,数据复杂度为 2 52 ,处理复杂度为 2 3 2 .对第二个变体的攻击成功率约为... CS CIPHER是NESSIE公布的 17个候选算法之一 ,它的分组长度为 6 4 比特 .本文对CS CIPHER的两个变体进行了线性密码分析 .对第一个变体的攻击成功率约为 78 5 % ,数据复杂度为 2 52 ,处理复杂度为 2 3 2 .对第二个变体的攻击成功率约为 78 5 % ,数据复杂度为 2 52 ,处理复杂度为 2 112 . 展开更多

关键词 分组密码 线性密码分析 保密通信 CS-CIPHER

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多重线性密码分析的改进 被引量：2

4

作者 孙林红 叶顶锋 吕述望 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期83-88,共6页

本文介绍一种有助于对分组密码作线性密码分析并能减少有效攻击所需数据量的算法,给出了该算法成功率的计算公式,并与现有的线性密码分析方法作了比较。

关键词 多重线性密码分析 分组密码 线性特征

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SMS4型密码结构抵抗差分和线性密码分析能力评估 被引量：8

5

作者 王念平 殷勍 《密码学报》 CSCD 2015年第2期189-196,共8页

差分密码分析和线性密码分析是针对分组密码的强有力的分析方法.对分组密码结构抵抗差分和线性密码分析能力的评估,常用的方法是给出多轮差分特征和线性逼近中活动轮函数个数的下界,进而给出最大差分特征概率和最大线性逼近概率的上界.... 差分密码分析和线性密码分析是针对分组密码的强有力的分析方法.对分组密码结构抵抗差分和线性密码分析能力的评估,常用的方法是给出多轮差分特征和线性逼近中活动轮函数个数的下界,进而给出最大差分特征概率和最大线性逼近概率的上界.基于此,本文通过迭代结构的分析,对SMS4型密码结构抵抗差分和线性密码分析的能力进行了深入的研究.在轮函数都是双射的条件下,证明了4轮和5轮差分特征分别至少有1个和2个轮函数的输入差分非零,进而证明了5k+j(0≤j≤4)轮差分特征至少有2k+[j/4]个轮函数的输入差分非零.若设轮函数的最大差分概率和最大线性逼近概率分别为p和q,则5k+j(0≤j≤4)轮最大差分特征概率和最大线性逼近概率的上界分别为p2k+[j/4]和q2k+[j/4].根据本文的研究结果,只需确定轮函数的最大差分概率和最大线性逼近概率,就能估计出密码结构抵抗差分和线性密码分析的能力. 展开更多

关键词 SMS4型密码结构 差分密码分析 线性密码分析 差分特征概率 线性逼近概率

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对八阵图算法的不可能差分密码分析和线性密码分析

6

作者 卫宏儒 朱一凡 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期793-799,共7页

该文对八阵图(ESF)算法抵抗不可能差分密码分析和线性密码分析的能力进行了研究。ESF算法是一种具有Feistel结构的轻量级分组密码算法,它的轮函数为代换置换(SP)结构。该文首先用新的不可能差分区分器分析了12轮ESF算法,随后用线性密码... 该文对八阵图(ESF)算法抵抗不可能差分密码分析和线性密码分析的能力进行了研究。ESF算法是一种具有Feistel结构的轻量级分组密码算法,它的轮函数为代换置换(SP)结构。该文首先用新的不可能差分区分器分析了12轮ESF算法,随后用线性密码分析的方法分析了9轮ESF算法。计算得出12轮不可能差分分析的数据复杂度大约为O(2^(67)),时间复杂度约为O(2^(110.7)),而9轮线性密码分析的数据复杂度仅为O(2^(35)),时间复杂度不大于O(2^(15.6))。结果表明ESF算法足够抵抗不可能差分密码分析,而抵抗线性密码分析的能力相对较弱。 展开更多

关键词 分组密码 轻量级 线性密码分析 不可能差分 八阵图

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一类分组密码变换簇抵抗线性密码分析的安全性评估 被引量：6

7

作者 王念平 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期137-142,共6页

线性密码分析是针对分组密码的强有力的攻击方法,估计分组密码抵抗线性密码分析的能力是分组密码安全性评估的重要内容之一.基于实际应用背景,提出了"四分组类CLEFIA变换簇"的概念,并利用变换簇中两种特殊分组密码结构的线性... 线性密码分析是针对分组密码的强有力的攻击方法,估计分组密码抵抗线性密码分析的能力是分组密码安全性评估的重要内容之一.基于实际应用背景,提出了"四分组类CLEFIA变换簇"的概念,并利用变换簇中两种特殊分组密码结构的线性逼近之间的关系,给出了变换簇中所有密码结构抵抗线性密码分析的安全性评估结果,并提出了需要进一步探讨的若干问题.这种利用变换簇对分组密码进行研究的方法,为分组密码的安全性评估提供了一个较为新颖的思路. 展开更多

关键词 分组密码 四分组类CLEFIA变换簇 线性密码分析 活动轮函数

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一类扩展广义Feistel结构抵抗差分和线性密码分析能力评估

8

作者 殷勍 王念平 《密码学报》 CSCD 2016年第2期147-156,共10页

差分密码分析和线性密码分析是攻击分组密码的强有力的工具.在实际的安全性评估中,常用的方法是,通过研究密码结构,给出多轮差分特征和线性逼近中活动F函数个数的下界,进而给出最大差分特征概率和最大线性逼近概率的上界.如果最大差分... 差分密码分析和线性密码分析是攻击分组密码的强有力的工具.在实际的安全性评估中,常用的方法是,通过研究密码结构,给出多轮差分特征和线性逼近中活动F函数个数的下界,进而给出最大差分特征概率和最大线性逼近概率的上界.如果最大差分特征概率和最大线性逼近概率的上界足够小,就认为该密码结构具有抵抗差分和线性密码分析的能力.基于此,本文对一类四分组扩展广义Feistel结构抵抗差分和线性密码分析的能力进行了详细的研究.在F函数为双射的条件下,证明了k(k≥1)轮差分特征中活动F函数个数的下界为k-1,并利用差分特征和线性逼近之间的对偶关系,证明了k轮线性逼近中活动F函数个数的下界也为k-1.从而,若设F函数的最大差分概率和最大线性逼近概率分别为p和q,则k轮差分特征概率和线性逼近概率的上界分别为p^(k-1)和q^(k-1).根据本文的研究结果,只需确定F函数的最大差分概率和最大线性逼近概率,就能估计出该密码结构抵抗差分和线性密码分析的能力.最后,将该密码结构与其它两类广义Feistel结构的效率进行了比较. 展开更多

关键词 扩展广义Feistel结构 差分密码分析 线性密码分析 活动F函数 下界

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类SMS4型密码结构抵抗线性密码分析能力评估

9

作者 洪礼荣 王念平 +1 位作者 黄奇 张渑春 《信息工程大学学报》 2019年第5期582-586,共5页

评估一个迭代型分组密码结构抵抗线性密码分析的能力,通常的做法是给出多轮线性逼近中活跃轮函数个数的下界,进而估计出最大线性逼近概率的上界。基于此方法,通过对类SMS4型密码结构的分析,在轮函数为双射的条件下,证明了4轮、7轮、8轮... 评估一个迭代型分组密码结构抵抗线性密码分析的能力,通常的做法是给出多轮线性逼近中活跃轮函数个数的下界,进而估计出最大线性逼近概率的上界。基于此方法,通过对类SMS4型密码结构的分析,在轮函数为双射的条件下,证明了4轮、7轮、8轮和10轮线性逼近分别至少有1个、2个、3个和4个活跃轮函数,进而给出任意轮线性逼近中活跃轮函数个数的下界。同时指出,对于1至11轮线性逼近,给出活跃轮函数个数的下界估计结果可达。 展开更多

关键词 类SMS4型密码结构 线性密码分析 活跃轮函数

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一类非平衡Feistel网络的线性偏差分析 被引量：3

10

作者 余昭平 王念平 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1231-1235,共5页

M.M atsui 1993年就指出线性密码分析是分组密码设计最重要的安全性能指标之一,所以有必要估计分组密码抵抗线性密码分析的能力.M.Kanda等人1999年讨论了传统Feistel密码的线性偏差,K.Nyberg和张如文等人对一类特殊的非平衡Feistel网络... M.M atsui 1993年就指出线性密码分析是分组密码设计最重要的安全性能指标之一,所以有必要估计分组密码抵抗线性密码分析的能力.M.Kanda等人1999年讨论了传统Feistel密码的线性偏差,K.Nyberg和张如文等人对一类特殊的非平衡Feistel网络的线性偏差进行了研究.本文对一类m分组非平衡Feistel网络的线性偏差关系进行了深入的研究和分析,给出了任意轮线性偏差与轮函数F的线性偏差的数学关系,对其线性偏差的上界进行了讨论,并证明了有关线性偏差关于密钥的平方均值的两个特性.本文的研究推广了K.Nyberg和张如文等人的结论. 展开更多

关键词 线性密码分析 非平衡Feistel网络 线性偏差 平方均值

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一种大状态轻量级密码S盒的设计与分析 被引量：2

11

作者 樊婷 冯伟 韦永壮 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期170-179,共10页

Alzette是2020年美密会上提出的基于ARX结构的64比特轻量级S盒,具备软硬件性能出色、扩散性强和安全性高等诸多优点,受到了国内外的广泛关注。然而,具有杰出性能与安全性的64比特轻量级S盒极少,如何设计出一种比Alzette性能更佳的大状... Alzette是2020年美密会上提出的基于ARX结构的64比特轻量级S盒,具备软硬件性能出色、扩散性强和安全性高等诸多优点,受到了国内外的广泛关注。然而,具有杰出性能与安全性的64比特轻量级S盒极少,如何设计出一种比Alzette性能更佳的大状态轻量级S盒是目前研究的难点。基于ARX结构,设计出一种性能与安全性兼优的大状态轻量级密码S盒,提出了“层次筛选法”,通过提前设置最优差分/线性特征的界来确定最佳循环移位参数,并对新密码S盒给出了安全性评估。结果表明:新密码S盒与Alzette的软硬件实现性能相当;同时5轮新密码S盒最优差分特征(线性逼近)的概率达到2^(-17)(2^(-8)),7轮新密码S盒的最优线性逼近概率达到2^(-17);而Alzette的5轮最优差分特征(线性逼近)概率为2^(-10)>2^(-17)(2^(-5)>2^(-8)),7轮最优线性逼近概率为2^(-13)>2^(-17)。新密码S盒表现出更强的抗差分/线性密码分析的能力。 展开更多

关键词 轻量级分组密码 密码S盒 差分密码分析 线性密码分析

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一种变体BISON分组密码算法及分析

12

作者 赵海霞 韦永壮 刘争红 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期1796-1802,共7页

该文基于Whitened Swap-or-Not(WSN)的结构特点,分析了Canteaut等人提出的Bent whItened Swap Or Not–like (BISON-like)算法的最大期望差分概率值(MEDP)及其(使用平衡函数时)抵御线性密码分析的能力;针对BISON算法迭代轮数异常高(一般... 该文基于Whitened Swap-or-Not(WSN)的结构特点,分析了Canteaut等人提出的Bent whItened Swap Or Not–like (BISON-like)算法的最大期望差分概率值(MEDP)及其(使用平衡函数时)抵御线性密码分析的能力;针对BISON算法迭代轮数异常高(一般为3n轮,n为数据分组长度)且密钥信息的异或操作由不平衡Bent函数决定的情况,该文采用了一类较小绝对值指标、高非线性度、较高代数次数的平衡布尔函数替换BISON算法中的Bent函数,评估了新变体BISON算法抵御差分密码分析和线性密码分析的能力。研究结果表明:新的变体BISON算法仅需迭代n轮;当n较大时(如n=128或256),其抵御差分攻击和线性攻击的能力均接近理想值。且其密钥信息的异或操作由平衡函数来决定,故具有更好的算法局部平衡性。 展开更多

关键词 差分密码分析 线性密码分析 WSN结构 BISON-like分组密码算法 变体BISON分组密码算法

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一类广义Feistel密码的安全性评估 被引量：18

13

作者 吴文玲 贺也平 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第9期1177-1184,共8页

该文评估一类广义Feistel密码(GFC)抵抗差分和线性密码分析的能力:如果轮函数是双射且它的最大差分和线性特征的概率分别是p和q,则16轮GFC的差分和线性特征的概率的上界为p^7和q^7;如果轮函数采用SP结构且是双射,S盒的最大差分和线性特... 该文评估一类广义Feistel密码(GFC)抵抗差分和线性密码分析的能力:如果轮函数是双射且它的最大差分和线性特征的概率分别是p和q,则16轮GFC的差分和线性特征的概率的上界为p^7和q^7;如果轮函数采用SP结构且是双射,S盒的最大差分和线性特征的概率是ps和qs,P变换的分支数为Pd,则16轮GFC的差分和线性特征的概率的上界为(ps)^(3Pd+1)和(qs)^(3Pd+1)。 展开更多

关键词 差分密码分析 线性密码分析 分支数 Feistel密码 安全性

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SM4分组密码算法综述 被引量：78

14

作者 吕述望 苏波展 +2 位作者 王鹏 毛颖颖 霍利利 《信息安全研究》 2016年第11期995-1007,共13页

SM4分组密码算法简称为SM4算法,为配合WAPI无线局域网标准的推广应用,SM4算法于2006年公开发布,2012年3月发布成为国家密码行业标准(标准号为GM/T 0002-2012),2016年8月发布成为国家标准(标准号为GB/T 32907-2016).介绍了SM4分组密码算... SM4分组密码算法简称为SM4算法,为配合WAPI无线局域网标准的推广应用,SM4算法于2006年公开发布,2012年3月发布成为国家密码行业标准(标准号为GM/T 0002-2012),2016年8月发布成为国家标准(标准号为GB/T 32907-2016).介绍了SM4分组密码算法的算法流程、结构特点及其密码特性,以及SM4算法的安全性分析研究现状,并与国际标准分组算法的安全性进行了对比. 展开更多

关键词 SM4分组密码算法 差分密码分析 线性密码分析 S盒

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MDS矩阵变换的线性分支结构和比特级线性表示 被引量：1

15

作者 曹进克 李云强 曹守见 《信息工程大学学报》 2013年第3期289-291,311,共4页

MDS矩阵在分组密码和杂凑函数中应用广泛。研究MDS矩阵的线性分支结构和比特级线性表示两类问题。在MDS矩阵给定的情况下,给出了快速得到MDS矩阵的所有线性分支结构的理论基础和算法以及快速得到MDS矩阵比特级线性表示的理论基础和算法... MDS矩阵在分组密码和杂凑函数中应用广泛。研究MDS矩阵的线性分支结构和比特级线性表示两类问题。在MDS矩阵给定的情况下,给出了快速得到MDS矩阵的所有线性分支结构的理论基础和算法以及快速得到MDS矩阵比特级线性表示的理论基础和算法,并通过AES中的MDS矩阵进行了编程验证。 展开更多

关键词 MDS矩阵变换 线性密码分析 线性分支结构 线性逼近

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韩国加密标准的安全性分析

16

作者 吴文玲 马恒太 冯登国 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期585-588,共4页

SEED是韩国的数据加密标准 ,设计者称用线性密码分析攻击SEED的复杂度为 2 335.4 ,而用本文构造的15轮线性逼近攻击SEED的复杂度为 2 32 8.为了说明SEED抵抗差分密码分析的能力 ,设计者首先对SEED的变体SEED 做差分密码分析 ,指出 9轮SE... SEED是韩国的数据加密标准 ,设计者称用线性密码分析攻击SEED的复杂度为 2 335.4 ,而用本文构造的15轮线性逼近攻击SEED的复杂度为 2 32 8.为了说明SEED抵抗差分密码分析的能力 ,设计者首先对SEED的变体SEED 做差分密码分析 ,指出 9轮SEED 对差分密码分析是安全的 ;利用SEED 的扩散置换和盒子的特性 ,本文构造SEED 的 9轮截断差分 ,因此 10轮SEED 对截断差分密码分析是不免疫的 .本文的结果虽然对SEED的实际应用构成不了威胁 ,但是显示了SEED的安全性并没有设计者所称的那样安全 . 展开更多

关键词 分组密码 安全性 差分密码分析 线性密码分析 截断差分密码分析

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简化版Trivium算法的线性逼近研究

17

作者 马猛 赵亚群 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期185-191,共7页

针对初始化轮数为288个时钟的简化版Trivium算法(又称2轮Trivium)进行了线性逼近研究,设计了搜索最佳线性近似式算法,并通过对第1轮关于密钥、初始化向量和密钥流比特的表达式做非线性逼近,结合该算法,在同等条件下给出了2轮Trivium 16... 针对初始化轮数为288个时钟的简化版Trivium算法(又称2轮Trivium)进行了线性逼近研究,设计了搜索最佳线性近似式算法,并通过对第1轮关于密钥、初始化向量和密钥流比特的表达式做非线性逼近,结合该算法,在同等条件下给出了2轮Trivium 16个偏差为2-23.42的线性近似式,使通过多线性攻击去识别2轮Trivium的一个具有1特定比特的密钥所需要的数据量降为2 42.84个选择IV,为Turan方案所需数据量的,且成功率保持不变。 展开更多

关键词 流密码 Trivium算法 多线性密码分析 线性逼近

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分组密码最小活跃S盒个数快速搜索算法

18

作者 刘正斌 李永强 朱朝熹 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期118-128,共11页

为了解决密码设计中最小活跃S盒个数的快速计算问题,研究了扩散层的差分和掩码传播性质,提出了一种计算最大距离可分(MDS)矩阵和二元域矩阵的差分/掩码模式分布表的方法,并证明了所提方法计算复杂度的下界。基于扩散矩阵的差分/掩码模... 为了解决密码设计中最小活跃S盒个数的快速计算问题,研究了扩散层的差分和掩码传播性质,提出了一种计算最大距离可分(MDS)矩阵和二元域矩阵的差分/掩码模式分布表的方法,并证明了所提方法计算复杂度的下界。基于扩散矩阵的差分/掩码模式分布表,提出了一种快速搜索分组密码最小活跃S盒个数的算法,将其用于代入置换网络(SPN)型分组密码,找到了LED、SKINNY、CRAFT和FIDES的全轮最小活跃S盒个数。 展开更多

关键词 分组密码 差分密码分析 线性密码分析 活跃S盒 自动化搜索

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一种结合离散混沌映射和Feistel网络的分组加密算法 被引量：3

19

作者 彭军 廖晓峰 +2 位作者 岡本栄司 张伟 李学明 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期707-711,共5页

论文提出了一种新颖的结合一维离散混沌映射与Feistel网络结构的分组密码算法(CFCEA)。分组长度为 64 bit,密钥长度为128bit,并使用了一个128bit长的辅助密钥。在轮函数中用Logistic混沌映射和3个代数群算子进行混合运算,此外还特别设... 论文提出了一种新颖的结合一维离散混沌映射与Feistel网络结构的分组密码算法(CFCEA)。分组长度为 64 bit,密钥长度为128bit,并使用了一个128bit长的辅助密钥。在轮函数中用Logistic混沌映射和3个代数群算子进行混合运算,此外还特别设计了子密钥生成算法。对CFCEA的密码学特性进行了分析,结果表明该算法具有严格的雪崩效应,扩散性能和扰乱性能理想。并且算法在64bit分组长度下差分概率和线性概率的理论上界分别近似为2-52.92和2-49.206,具备抵抗一定强度的差分和线性密码分析的能力。 展开更多

关键词 分组密码 LOGISTIC混沌映射 FEISTEL网络 差分和线性密码分析

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环Z/2n上仿射函数Walsh谱的快速算法 被引量：2

20

作者 常亚勤 金晨辉 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期321-326,共6页

通过研究环Z/2n上仿射函数进位函数的性质,首先给出了一个计算环Z/2n上仿射函数Walsh谱的快速算法,进而给出了环Z/2n上多输出仿射函数Walsh谱的快速算法.实验表明,该算法可以将环Z/2n上仿射函数Walsh谱的计算复杂度由关于变量规模n的指... 通过研究环Z/2n上仿射函数进位函数的性质,首先给出了一个计算环Z/2n上仿射函数Walsh谱的快速算法,进而给出了环Z/2n上多输出仿射函数Walsh谱的快速算法.实验表明,该算法可以将环Z/2n上仿射函数Walsh谱的计算复杂度由关于变量规模n的指数时间降为线性时间. 展开更多

关键词 模2n剩余类环 偏差 WALSH谱 线性密码分析

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