基于卡方统计量的多差分攻击方法

doi:10.3969/j.issn.0372-2112.2014.09.017

电子学报 ›› 2014, Vol. 42 ›› Issue (9): 1775-1780.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2014.09.017

基于卡方统计量的多差分攻击方法

高海英, 金晨辉, 张军琪

解放军信息工程大学, 河南郑州 450001

收稿日期:2013-04-13 修回日期:2013-07-27 出版日期:2014-09-25
- 作者简介:
- 高海英 女，1978年7月出生，河南沈丘人.2006年获北京邮电大学密码学专业博士学位，现为解放军信息工程大学副教授，研究方向为密码理论. E-mail：ghyyueyue@126.com；金晨辉 男，1965年3月出生，河南扶沟人.解放军信息工程大学教授，博士生导师，研究方向为密码理论.；张军琪 男，1991年5月出生，河南商丘人.现为信息工程大学硕士研究生，研究方向为密码算法分析.
- 基金资助:
- 国家自然科学基金 (No.61272488，No.60272041，No.61202491）

Multiple Differential Cryptanalysis Using Chi-Square Statistics

GAO Hai-ying, JIN Chen-hui, ZHANG Jun-qi

Information Engineering University, Zhengzhou, Henan 450001, China

Received:2013-04-13 Revised:2013-07-27 Online:2014-09-25 Published:2014-09-25
- Supported by:
- National Natural Science Foundation of China (No.61272488, No.60272041, No.61202491)

摘要/Abstract

摘要：

为了精确地估计分组密码算法抵抗差分攻击的能力，在已知多个具有高概率差分特征的条件下，提出了基于卡方统计量的多差分攻击方法.分析了正确密钥和错误密钥对应的统计量的分布规律，给出了多差分攻击方法的成功率、数据复杂度和计算复杂度的关系.在分组密码算法的差分特征概率未知的条件下，该方法仍然是适用的.

关键词: 分组密码, 多差分密码分析, 差分特征, 数据复杂度, 成功率

Abstract:

In order to evaluate the capability that block ciphers resist differential attack accurately,a multiple differential cryptanalysis method is proposed in which chi-square statistics is constructed based on multiple differential characteristics with high probablities.We analyze the probability distribution of statistics corresponding correct key and incorrect key,and give the relation of data complexity,computational complexity and success probability.We point that the multiple differential cryptanalysis method can be applied to the the instance when the probabilities of differential characteristics are unknown.

Key words: block cipher, multiple differential cryptanalysis, differential characteristic, data complexity, success probability

中图分类号:

TN918.1

高海英, 金晨辉, 张军琪. 基于卡方统计量的多差分攻击方法[J]. 电子学报, 2014, 42(9): 1775-1780.

GAO Hai-ying, JIN Chen-hui, ZHANG Jun-qi . Multiple Differential Cryptanalysis Using Chi-Square Statistics[J]. Acta Electronica Sinica, 2014, 42(9): 1775-1780.

参考文献

[1] Biham E, Shamir A.Differential cryptanalysis of DES-like cryptosystems[A].CRYPTO 1990[C].Santa Barbara, California, USA:Springer-Verlag, 1990.2-21.
[2] E Biham, A Biryukov, A Shamir.Cryptanalsis of skipjack reduced to 31 rounds using impossible differentials[A].EUROCRYPT 1999[C].Prague, Czech Republic:Springer-Verlag, 1999.12-23.
[3] Simon Knellwolf, Willi Meier, Naya Plasencia.Conditional differential cryptanalysis of NLFSR-based cryptosystems[A].ASIACRYPT 2010[C].Swissôtel Merchant Court, Singapore:Springer-Verlag, 2010.130-145.
[4] L R Knudsen.Truncated and higher order differentials[A].FSE'94[C].Leuven, Belgium:Springer-Verlag, 1994.196-211.
[5] 胡豫濮, 蔡勉, 肖国镇.一类高阶差分密码分析[J].电子学报, 1999, 27(10):74-78. Hu Yu Pu, Cai Mian, Xiao Guo-zhen.A class of high-order differential cryptanalysis[J].Acta Electronica Sinica, 1999, 27(10):74-78.(in Chinese)
[6] Wang W.Differential cryptanalysis of reduced-round PRESENT[A].AFRICACRYPT 2008[C].Africa, Casablanca, Morocco:Springer-Verlag, 2008.40-49.
[7] Gaoli Wang.Improved differential cryptanalysis of serpent[A].Computational Intelligence and Security (CIS), 2010[C].Nanning:Springer-Verlag, 2010.367-371.
[8] Lei Zang, Wen Tao Zhang, Wen Ling Wu.Cryptanalysis of reduced-round SMS4 block cipher[A].Information Security and Privacy[C].Wollongong, Australia:Springer-Verlag, 2008.216-229.
[9] 李超, 沈静.Camellia的差分和线性迭代特征[J].电子学报, 2005, 33(8):1345-1348. Li Chao, Shen Jing.Differential andlinear iterative characteristics of camellia[J].Acta Electronica Sinica, 2005, 33(8):1345-1348.(in Chinese)
[10] Nicolas T Corutois.An Improved Differential Attack on Full GOST[EB/OL].http://eprint.iacr.org, 2013-02.
[11] Biham E, Shamir A.Differential cryptanalysis of DES-like cryptosystems[J].Journal of Cryptology, 1991, 4(1):3-72.
[12] Céline Blondeau, Benoôt Gérard.Multiple differential cryptanalysis:Theory and practice[A].Fast Soft Encryption 2011[C].Lyngby, Denmark:Springer-Verlag, 2011.35-54.
[13] Céline Blondeau, Benôt Gérard, Kaisa Nyberg.Multiple Differential Cryptanalysis Using LLR and χ² Statistics[EB/OL].http://eprint.iacr.org, 2012-09.[LL]
[14] Selcuk A A.On probability of success in linear and differential cryptanalysis[J].Journal of Cryptology, 2008, 21(1):131-147.

[1]	王安, 谷睿, 丁瑶玲, 张雪, 袁庆军, 祝烈煌. 基于持续性故障的分组密码算法S盒表逆向分析[J]. 电子学报, 2023, 51(3): 537-551.
[2]	欧庆于, 罗芳, 吴晓平, 杨鹏. 基于电压毛刺故障扰动的分组密码安全性度量方法研究[J]. 电子学报, 2021, 49(3): 417-423.
[3]	李军, 孙君, 余云河, 贾志豪. 基于滑动窗口的接入新方案[J]. 电子学报, 2021, 49(2): 300-305.
[4]	马宿东, 金晨辉, 关杰. 一类ARIA型扩散结构分支数的研究[J]. 电子学报, 2020, 48(3): 449-455.
[5]	李航, 任炯炯, 陈少真. 减轮LEA密码算法的积分攻击[J]. 电子学报, 2020, 48(1): 17-27.
[6]	王念平. 一类分组密码变换簇抵抗线性密码分析的安全性评估[J]. 电子学报, 2020, 48(1): 137-142.
[7]	段毅, 谭贤四, 曲智国, 王红. 基于分支定界法的相控阵雷达事件调度算法[J]. 电子学报, 2019, 47(6): 1309-1315.
[8]	孙君, 万聪, 闵宝成, 杨赛赛. 基于退避预测的ACB动态接入新方案[J]. 电子学报, 2019, 47(12): 2544-2549.
[9]	杜怡然, 南龙梅, 戴紫彬, 李伟. 可重构分组密码逻辑阵列加权度量模型及高能效映射算法[J]. 电子学报, 2019, 47(1): 82-91.
[10]	马学彬, 王应彪, 高瑞超, 张晓娟. 具有传输成功率保证的概率路由算法的TTL预测模型[J]. 电子学报, 2018, 46(11): 2679-2687.
[11]	冯晓, 李伟, 戴紫彬, 马超, 李功丽. 面向分组密码的可重构异构多核并行处理架构[J]. 电子学报, 2017, 45(6): 1311-1320.
[12]	王寿成, 严迎建, 徐进辉. 基于流体系结构的高效能分组密码处理器研究[J]. 电子学报, 2017, 45(4): 937-943.
[13]	伊文坛, 田亚, 陈少真. 减缩轮PRIDE算法的线性分析[J]. 电子学报, 2017, 45(2): 468-476.
[14]	王寿成, 李功丽, 严迎建, 徐进辉. 面向分组密码的四维度并行处理架构研究[J]. 电子学报, 2017, 45(10): 2457-2463.
[15]	李浪, 李肯立, 贺位位, 邹祎, 刘波涛. Magpie:一种高安全的轻量级分组密码算法[J]. 电子学报, 2017, 45(10): 2521-2527.

基于卡方统计量的多差分攻击方法

Multiple Differential Cryptanalysis Using Chi-Square Statistics

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics