分組密碼QARMA和SKINNY的安全性分析
發(fā)布時(shí)間:2021-07-06 11:38
如今,在大數(shù)據(jù)的背景下,信息的安全性日益受到人們的關(guān)注。分組密碼作為保護(hù)信息安全的一個(gè)重要基石,起著不可替代的作用。分組密碼中最基本且有效的分析方法,分別是差分分析、線性分析、不可能差分分析、相關(guān)密鑰分析,它們?cè)诤饬棵艽a算法安全性方面發(fā)揮著重要作用。本文使用相關(guān)密鑰不可能差分分析對(duì)QARMA-64算法進(jìn)行了分析;然后,利用MILP方法自動(dòng)地搜索差分路徑中最小活躍S盒的數(shù)量;最后,對(duì)分組密碼的非線性組件——S盒,進(jìn)行了門限實(shí)現(xiàn)。具體來說,主要工作如下:(1)根據(jù)QARMA-64密鑰編排的特點(diǎn),分析了QARMA-64算法抵抗相關(guān)密鑰不可能差分的能力,給出了一個(gè)13輪的相關(guān)密鑰不可能差分路徑,共猜測(cè)了52比特的密鑰。本文使用相關(guān)密鑰不可能差分來攻擊該算法,并且該方法具有攻擊輪數(shù)多、復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)。(2)混合整數(shù)線性規(guī)劃(mixed integer linear programming,MILP)源于線性規(guī)劃的優(yōu)化,旨在某些約束下實(shí)現(xiàn)目標(biāo)函數(shù)的最小值或最大值。MILP方法可以精確地刻畫分組密碼中的輪函數(shù)——線性操作和非線性操作。在這里,將該方法用到SKINNY-64-192算法中,獲得一條11...
【文章來源】:山東師范大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:54 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要工作、章節(jié)安排與符號(hào)含義
1.3.1 本文的主要工作與章節(jié)安排
1.3.2 符號(hào)說明
第二章 分組密碼安全性分析的基礎(chǔ)知識(shí)
2.1 分組密碼的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
2.2 分組密碼的基本分析方法
2.2.1 差分分析
2.2.2 不可能差分分析
2.2.3 相關(guān)密鑰分析
2.3 本章小結(jié)
第三章 QARMA-64的相關(guān)密鑰不可能差分分析
3.1 QARMA算法簡(jiǎn)介
3.2 構(gòu)造QARMA算法的7輪區(qū)分器
3.3 QARMA算法的13輪相關(guān)密鑰不可能差分分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于MILP模型的SKINNY-64-192的差分分析
4.1 SKINNY算法簡(jiǎn)介
4.2 構(gòu)造MILP模型的理論闡述
4.3 建立SKINNY-64-192的MILP模型
4.4 MILP模型求解SKINNY-64-192的活躍S盒的數(shù)量
4.5 本章小結(jié)
第五章 分組密碼中S盒的門限理論研究和應(yīng)用
5.1 S盒的門限理論闡述
5.2 PRESENT算法的S盒的門限實(shí)現(xiàn)
5.3 NOEKEON算法的S盒的門限實(shí)現(xiàn)
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
附錄
附錄A
附錄B
附錄C
攻讀碩士學(xué)位期間的主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]RECTANGLE: a bit-slice lightweight block cipher suitable for multiple platforms[J]. ZHANG WenTao,BAO ZhenZhen,LIN DongDai,Vincent RIJMEN,YANG Bo Han,Ingrid VERBAUWHEDE. Science China(Information Sciences). 2015(12)
[2]關(guān)于Noekeon分組密碼[J]. 吳文玲,張?jiān)铝? 中國(guó)科學(xué)院研究生院學(xué)報(bào). 2002(02)
本文編號(hào):3268171
【文章來源】:山東師范大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:54 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要工作、章節(jié)安排與符號(hào)含義
1.3.1 本文的主要工作與章節(jié)安排
1.3.2 符號(hào)說明
第二章 分組密碼安全性分析的基礎(chǔ)知識(shí)
2.1 分組密碼的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
2.2 分組密碼的基本分析方法
2.2.1 差分分析
2.2.2 不可能差分分析
2.2.3 相關(guān)密鑰分析
2.3 本章小結(jié)
第三章 QARMA-64的相關(guān)密鑰不可能差分分析
3.1 QARMA算法簡(jiǎn)介
3.2 構(gòu)造QARMA算法的7輪區(qū)分器
3.3 QARMA算法的13輪相關(guān)密鑰不可能差分分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于MILP模型的SKINNY-64-192的差分分析
4.1 SKINNY算法簡(jiǎn)介
4.2 構(gòu)造MILP模型的理論闡述
4.3 建立SKINNY-64-192的MILP模型
4.4 MILP模型求解SKINNY-64-192的活躍S盒的數(shù)量
4.5 本章小結(jié)
第五章 分組密碼中S盒的門限理論研究和應(yīng)用
5.1 S盒的門限理論闡述
5.2 PRESENT算法的S盒的門限實(shí)現(xiàn)
5.3 NOEKEON算法的S盒的門限實(shí)現(xiàn)
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
附錄
附錄A
附錄B
附錄C
攻讀碩士學(xué)位期間的主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]RECTANGLE: a bit-slice lightweight block cipher suitable for multiple platforms[J]. ZHANG WenTao,BAO ZhenZhen,LIN DongDai,Vincent RIJMEN,YANG Bo Han,Ingrid VERBAUWHEDE. Science China(Information Sciences). 2015(12)
[2]關(guān)于Noekeon分組密碼[J]. 吳文玲,張?jiān)铝? 中國(guó)科學(xué)院研究生院學(xué)報(bào). 2002(02)
本文編號(hào):3268171
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