论文摘要
分组密码的设计与分析是目前信息安全领域中的热点问题,新出现的分组密码基本上都采用了结构非常清晰的SP网络结构,针对这种结构的分组密码,人们提出了Multiset攻击,包括Square攻击、碰撞攻击和积分攻击。后来Multiset攻击又被应用到其它结构的分组密码上。本文讨论了Multiset攻击的基本原理、方法以及它们在分组密码中的应用。Camellia密码是欧洲NESSIE计划2003年公布的分组密码标准算法之一。Camellia算法的轮函数和FL/FL-1函数分别源于E2算法和Misty算法。只是Camellia轮函数为S-P网络结构,而E2轮函数为S-P-S网络结构;Camellia的FL/FL-1函数比MISTY的FL/FL-1函数多了一个1比特移位运算。本文将Camellia的轮函数改为S-P-S结构得到了变种的Camellia,记为Camellia1。讨论发现Camellia1对Square攻击的安全性远大于Camellia,FL/FL-1函数中的比特移位运算对Camellia及Camellia1抗Square攻击的能力并无明显影响,而算法中的不规则层FL/FL-1函数显著影响了Camellia及Camellia1对Square攻击的安全性。Rijndael是美国2001年新公布的最高加密标准AES。Gilbert H和Minier M针对明文分组长度为128比特的Rijndael提出了碰撞攻击,可以攻击7轮Rijndael-192/256,攻击复杂度为2140。我们分析了对Rijndael实施的碰撞攻击,并根据Rijndael密钥扩展算法的特点,对碰撞攻击的算法进行了改进,使得该攻击可以攻击7轮Rijndael-128,攻击复杂度为2124,低于穷尽攻击。RC6是一种既简单又复杂的密码算法,是在RC5的基础上设计出的,它使用了大量的数据依赖循环。我们将Square攻击应用于RC6密码,发现Square攻击只能攻击少数几轮RC6,这主要是因为RC6的数据依赖循环运算打乱了活动字节和固定字节的传播路径,使得攻击无法进行。我们分析了对Serpent密码的Square攻击,Serpent密码的按比特线性混合运算打乱了所构造Multiset的传播路径,使得攻击只能进行到3轮Serpent密码。
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