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题名基于MILP模型的PFP算法的不可能差分分析
被引量：1
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作者
黄思佳
欧海文
孙启龙
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机构
北京电子科技学院
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出处
《北京电子科技学院学报》
2022年第3期64-70,共7页
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基金
北京市高精尖学科建设基金(项目编号:20210032Z0401,20210033Z0402)。
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文摘
PFP算法是借鉴国际标准PRESENT算法设计思想提出的一种轻量级分组密码算法,它使用Feistel结构,分组长度为64比特,密钥长度为80比特,迭代34轮。与以往的手动推导等方法不同,本文对PFP算法建立基于混合整数线性规划(MILP)的不可能差分计算模型,通过自动搜索研究获得了12,497个9轮(均是目前为止最长的)不可能差分区分器。并选取一个可以利用PFP算法S盒的差分传播特性的差分路径,构造出不可能差分区分器,实现了对PFP算法进行了13轮(文献中最多到9轮)不可能差分分析。这是目前为止攻击轮数最多、时间复杂度最低的一个攻击结果。
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关键词
分组密码
pfp算法
不可能差分分析(攻击)
混合整数线性规划
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Keywords
block cipher
pfp algorithm
impossible differential cryptanalysis(attack)
mixed integer linear programming
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分类号
TM344.1
[电气工程—电机]
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题名轻量级分组密码算法PFP的差分分析
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作者
陆金玉
刘国强
熊黎依
孙兵
李超
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机构
青岛大学计算机科学技术学院
国防科技大学理学院
商用密码理论与技术创新湖南省工程研究中心
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出处
《密码学报(中英文)》
CSCD
北大核心
2024年第6期1293-1307,共15页
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基金
国家自然科学基金(62172427)
湖南省研究生科研创新项目(CX20220016,CX20230002)。
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文摘
PFP算法是一种基于Feistel结构的轻量级分组密码算法,其轮函数设计借鉴了国际标准PRESENT算法的设计思想,设计者主张PFP算法的15轮差分特征的概率小于等于2^(-106).本文旨在评估PFP算法对差分分析的抵抗能力.借助自动化搜索技术,构建了用于搜索PFP算法差分特征的SMT模型.首次给出了该算法完整34轮的最优差分特征,其中26轮的概率为2^(-64),提供了比现有差分分析结果更准确、更长轮、更全面的安全评估.这也是关于PFP算法目前公开发表的轮数最长的区分器,其中,相较于已有不可能差分特征长19轮,相较于已有积分区分器长15轮.通过观察这些特征,发现PFP算法存在高概率的迭代差分特征,利用这些迭代差分特征可以构造概率最优的7–34轮差分特征.此外,利用25轮区分器成功实施了对27轮PFP算法的密钥恢复攻击,表明PFP算法目前只有20.6%的轮次(剩余7轮)作为安全冗余.同时,本文的密钥恢复攻击结果也优于现有对PFP算法的攻击结果.
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关键词
pfp算法
差分分析
迭代差分特征
SAT/SMT
密钥恢复攻击
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Keywords
pfp cipher
differential cryptanalysis
iterative differential characteristic
SAT/SMT
key recovery attack
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分类号
TP309.7
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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题名轻量级分组密码算法PFP和SLIM的积分分析
被引量：1
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作者
刘道瞳
袁征
魏锦鹏
姜天宇
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机构
北京电子科技学院
中国星网网络系统研究院有限公司
先进密码技术与系统安全四川省重点实验室
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出处
《密码学报》
CSCD
2023年第3期609-621,共13页
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基金
国家密码发展基金(MMJJ20180217)
先进密码技术与系统安全四川省重点实验室开放课题(SKLACSS-202103)。
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文摘
PFP算法和SLIM算法都是基于Feistel结构而设计的轻量级分组密码算法,在软件及硬件上都具有良好的性能,特别适用于资源受限的环境,目前没有对两个算法进行积分分析的相关研究.本文通过分析PFP算法和SLIM算法的结构特点,结合比特可分性的自动化搜索方法,构建了混合整数线性规划(MILP)模型,通过使用Gurobi优化器求解该模型判断是否存在r轮积分区分器,选用搜索得到的积分区分器对算法进行密钥恢复攻击.首次得到PFP算法的11轮积分区分器,选用搜索得到的10轮积分区分器向后扩展2轮进行12轮密钥恢复攻击,数据复杂度为262.39个选择明文,时间复杂度为2^(63.12)次12轮加密,存储复杂度为2^(40);首次得到SLIM算法的10轮积分区分器,选择9轮积分区分器进行12轮密钥恢复攻击,数据复杂度为231.81个选择明文,时间复杂度为262.42次12轮加密,存储复杂度为2^(40).
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关键词
pfp算法
SLIM算法
积分分析
比特可分性
积分区分器
混合整数线性规划
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Keywords
pfp
SLIM
integral cryptanalysis
bit division property
intergral distinguisher
MILP
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分类号
TN918.1
[电子电信—通信与信息系统]
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