LowMC实例的差分枚举攻击效果分析

葛欣欣; 李智虎; 王美琴; 胡凯

doi:10.11959/j.issn.2096-109x.2021046

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

LowMC实例的差分枚举攻击效果分析

学术论文 | 更新时间：2024-06-03

- LowMC实例的差分枚举攻击效果分析
- Effect of the difference enumeration attack on LowMC instances
- 网络与信息安全学报 2021年7卷第3期页码：149-155
- 作者机构：
  
  1. 山东大学网络空间安全学院（研究院），山东青岛 266237
  2. 山东大学密码技术和信息安全教育部重点实验室，山东青岛 266237
  3. 中国电力科学研究院有限公司，北京 100192
- 作者简介：
  
  [ "葛欣欣（1997- ），女，吉林四平人，山东大学硕士生，主要研究方向为分组密码分析" ]
  [ "李智虎（1975- ），男，安徽望江人，中国电力科学研究院有限公司高级工程师，主要研究方向为密码理论和密码工程" ]
  [ "王美琴（1974- ），女，宁夏银川人，山东大学教授、博士生导师，主要研究方向为对称密码算法的设计和分析" ]
  [ "胡凯（1992- ），男，山东临沂人，山东大学博士生，主要研究方向为对称密码的分析" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金;The National Natural Science Foundation of China(62002201);国家自然科学基金;The National Natural Science Foundation of China(62032014);国家重点研发计划;The National Key R＆D Pro-gram of China(2018YFA0704702);山东省重大科技创新项目;The Major Scientific and Technological Innovation Project of Shandong Province(2019JZZY010133);山东省自然科学基金重大基础研究项目;The Major Basic Research Project of Natural Science Foundation of Shandong Province(ZR202010220025)
- DOI：10.11959/j.issn.2096-109x.2021046
  中图分类号： TN918.1
- 网络首发：2021-06，
  
  纸质出版：2021-06-15
- 稿件说明：
移动端阅览
葛欣欣, 李智虎, 王美琴, 等. LowMC实例的差分枚举攻击效果分析[J]. 网络与信息安全学报, 2021,7(3):149-155.

Xinxin GE, Zhihu LI, Meiqin WANG, et al. Effect of the difference enumeration attack on LowMC instances[J]. Chinese Journal of Network and Information Security, 2021, 7(3): 149-155.
葛欣欣, 李智虎, 王美琴, 等. LowMC实例的差分枚举攻击效果分析[J]. 网络与信息安全学报, 2021,7(3):149-155. DOI： 10.11959/j.issn.2096-109x.2021046.

Xinxin GE, Zhihu LI, Meiqin WANG, et al. Effect of the difference enumeration attack on LowMC instances[J]. Chinese Journal of Network and Information Security, 2021, 7(3): 149-155. DOI： 10.11959/j.issn.2096-109x.2021046.

摘要

LowMC是具有低乘法复杂度特征的算法。针对低数据量和少量S盒参数下的LowMC实例，差分枚举攻击被提出，理论上可以攻击全轮LowMC算法。考虑到这种攻击是在线性层完全随机的条件下给出的，对LowMC算法在真实的线性层下抵抗差分枚举攻击的强度进行了研究。通过对关键起始轮数的研究发现，差分枚举攻击并非总是可以达到理论攻击轮数。对于某一些关键起始轮数比理论值小的LowMC实例，差分枚举攻击甚至会失败。由于LowMC算法的轮数设置基于现有攻击的效果，该分析对LowMC算法的轮数设计具有重要意义。

Abstract

The LowMC is an algorithm with low multiplicative complexities.For the parameter with limited data complexities and low number of S-boxes

the difference enumeration attack was proposed

which could theoretically attack all rounds of the LowMC.Considering that the original attack is based on the random linear layer

the strength of LowMC algorithm against differential enumeration attacks under a specific linear layer deserves more study.The difference enumeration attack cannot reach theoretical rounds through the research on the so-called key initial round.In terms of some LowMC instances

the key initial round is smaller than the theoretical value

which leads to the failure of the difference enumeration attack.Since the number of rounds of the LowMC is completely based on existing attacks

the analysis is of great significance to the rounds design of the LowMC.

关键词

Keywords

references

ALBRECHT M R , RECHBERGER C , SCHNEIDER T , et al . Ciphers for MPC and FHE [C ] // EUROCRYPT . 2015 : 430 - 454 .

DINUR I , LIU Y W , MEIER W , et al . Optimized interpolation attacks on LowMC [C ] // ASIACRYPT . 2015 : 535 - 560 .

DOBRAUNIG C , EICHLSEDER M , MENDEL F . Higher-order cryptanalysis of LowMC [C ] // ICISC . 2015 : 87 - 101 .

CHASE M , DERLER D , GOLDFEDER S , et al . Post-quantum zero-knowledge and signatures from symmetric-key primitives [C ] // ACM Conference on Computer and Communications Security . 2017 .

RECHBERGER C , SOLEIMANY H , TIESSEN T . Cryptanalysis of low-data instances of full LowMCv2 [C ] // IACR Trans Symmetric Cryptol . 2018 : 163 - 181 .

DEMIRCI H , SELÇUK A A . A meet-in-the-middle attack on 8-round AES [C ] // FSE . 2008 : 116 - 126 .

DUNKELMAN O , KELLER N , SHAMIR A . Improved single-key attacks on 8-round AES-192 and AES-256 [C ] // ASIACRYPT . 2010 : 158 - 176 .

陈少真 , 鲁林真 . 对8轮ARIA算法的差分枚举攻击 [J ] . 电子与信息学报 , 2011 , 33 ( 7 ): 1770 - 1774 .

CHEN S Z , LU L Z . Differential enumeration attack on ARIA [J ] . Journal of Electronics and Information Technology , 2011 , 33 ( 7 ): 1770 - 1774 .

崔竞一 . 基于中间相遇思想的攻击方法研究 [D ] . 郑州:信息工程大学 , 2017 .

CUI J Y . Research on cryptanalysis based on meet-in-the-middle [D ] . Zhengzhou:Information Engineering University , 2017 .

王萼芳 , 石明生 . 高等代数(第三版) [M ] . 北京 : 高等教育出版社 , 2003 .

WANG E F , SHI M S . Advanced algebra (third edition) [M ] . Beijing : Higher Education Press , 2003 .

HELL M , OHANSSON T , MAXIMOV A , et al . The grain family of stream ciphers [J ] . The eSTREAM Finalists , 2008 : 179 - 190 .

MEIER W , STAFFELBACH O . The self-shrinking generaTor [C ] // EUROCRYPT . 1994 : 205 - 214 .

DINUR I , KALES D , PROMITZER A , et al . Linear equivalence of block ciphers with partial non-linear layers:application to LowMC [C ] // EUROCRYPT . 2019 : 343 - 372 .

TIESSEN T , . Polytopic cryptanalysis [C ] // EUROCRYPT . 2016 : 214 - 239 .

NYBERG K , . Differentially uniform mappings for cryptography [C ] // EUROCRYPT . 1993 : 55 - 64

李鹏飞 . 基于密码结构的扩散层构造 [J ] . 网络与信息安全学报 , 2017 , 3 ( 6 ): 65 - 76 .

LI P F . Construction of diffusion layers based on cipher structures [J ] . Chinese Journal of Network and Information Security , 2017 , 3 ( 6 ): 65 - 76 .

浏览量

223

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

改进的Joltik-BC-128算法的中间相遇攻击

基于密码结构的扩散层构造

MDS矩阵构造方法

自动化搜索ARX密码差分特征的方法