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龚欣欣;郝永林;王庆菊

将MILP建模与代数偏差评估结合用于线性掩模搜索：改进的SNOW快速相关攻击。 （英语） Zbl 07854047号

设计。代码加密 92，第6期，1663-1728（2024）.
摘要：混合整数线性规划（MILP）技术已广泛应用于对称密钥密码分析领域。本文提出了一种新的位分解MILP建模策略，用于描述基于模加运算的线性传播规则。我们将这些新技术应用于SNOW流密码族的密码分析，并发现新的线性掩码：我们使用MILP模型找到许多线性掩码候选，其中最佳的线性掩码通过特定的代数偏差评估技术确定。对于SNOW 3G，我们发现线性掩模的相关性是有记录以来最高的：根据我们的分析，这样的结果很可能是最佳的。对于SNOW 2.0，我们发现了与相关性记录匹配的新掩码，以及许多适用于改进相关性攻击的新次优掩码。对于SNOW-V/Vi，通过研究逐位和截断线性掩模，我们发现所有线性掩模都具有最高的相关性，并证明了在“最少活动S盒优先”策略下相应的截断模式的最优。通过使用新发现的线性掩码，我们对具有改进复杂性的SNOW族进行了相关攻击。我们强调，新提出的统一MILP辅助框架可以潜在地应用于分析由模加法和S盒作为非线性元件组成的LFSR-FSM结构。

MSC公司：

94A60型 密码学
68第25页 数据加密（计算机科学方面）
90C05（二氧化碳） 线性规划
90立方厘米 整数编程

关键词：

SNOW系列流密码;按位分解;MILP建模;快速相关攻击
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{X.Gong}等人，Des。密码术92，No.6，1663-1728（2024；Zbl 07854047）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Abdelkhalek，A。；Y.佐佐木。；托多，Y。；托尔巴，M。；Youssef，AM，MILP（大型）S盒建模，以优化差分特性的概率，IACR Trans。对称加密。，2017, 4, 99-129, 2017 ·doi:10.46586/tosc.v2017.24.99-129
[2] Beierle C.、Biryukov A.、Cardoso dos Santos L.、Großschädl J.、Perrin L.、Udovenko A.、Velichkov V.、Wang Q.：Alzette:64位arx-box。收录于：Micciancio D.，Ristenpart T.（编辑）《密码学进展-密码》（2020），第419-448页。查姆施普林格（2020）·Zbl 1504.94102号
[3] 切皮佐夫，VV；约翰逊，T。；斯米茨（BJM Smeets）；Schneier，B.，流密码快速相关攻击的简单算法，FSE 2000，181-1952000，柏林：LNCS。柏林施普林格·兹比尔0999.94542
[4] Chose，P。；Joux，A。；米顿，M。；Knudsen，LR，《快速相关攻击：算法观点》，EUROCRYPT 2002209-2212002，柏林：施普林格出版社，柏林·Zbl 1055.94010号 ·数字对象标识代码：10.1007/3-540-46035-7_14
[5] 科珀史密斯，D。；Halevi，S。；Jutla，C。；Yung，M.，线性掩蔽流密码的密码分析，CRYPTO 2002，515-5322002，柏林：Springer，柏林·兹比尔1026.94525 ·doi:10.1007/3-540-45708-9_33
[6] 崔T.，陈S.，傅凯，王M.，贾凯：寻找不可能微分和零相关线性近似的新自动工具。科学。中国信息科学。64(2) (2021).
[7] Ekdahl P.，Johansson T.：流密码SNOW的新版本。摘自：Nyberg K.，Heys H.M.（编辑）SAC 2002。LNCS，第2595卷，第47-61页。斯普林格·Zbl 1027.68596号
[8] Ekdahl，P。；约翰逊，T。；马克西莫夫。；Yang，J.，一种新的SNOW流密码，称为SNOW-V，IACR Trans。对称加密。，2019, 3, 1-42, 2019 ·doi:10.46586/tosc.v2019.i3.1-42
[9] Ekdahl P.、Maximov A.、Johansson T.、Yang J.：雪崩-Vi：低级cpu雪崩-V的极端性能变体。收录于：WiSec 2021，第261-272页。（ACM）（06）。
[10] ElSheikh，M。；Abdelkhalek，A。；Youssef，AM；Buchmann，J。；Nitaj，A。；Rachidi，T.，《通过应用于bel-T的模块加法，基于MILP的差分轨迹自动搜索》，《密码学进展-AFRICACRYPT 2019，273-2962019》，查姆：斯普林格，查姆·Zbl 1454.94066号 ·数字对象标识代码：10.1007/978-3-030-23696-0_14
[11] Fu，K。；王，M。；郭毅。；Sun，S。；胡，L。；Peyrin，T.，基于MILP的Speck微分和线性轨迹自动搜索算法，FSE 2016，268-288，2016，柏林：LNCS。柏林施普林格·兹比尔1387.94081
[12] Funabiki Y.、Todo Y.、Isobe T.、Morii M.：针对SNOW 2.0的几次MILP辅助攻击。摘自：Camenisch J.，Papadimitratos P.（编辑）CANS 2018。LNCS，第11124卷，第394-413页。柏林施普林格出版社（2018）·Zbl 1518.94063号
[13] 龚欣，张斌：某些合成函数上线性近似的快速计算及其在SNOW 2.0和SNOW 3G中的应用。设计。密码。88(11), 2407-2431 (2020). ·Zbl 1458.94238号
[14] 龚欣，张斌：比较SNOW 2.0和SNOW 3G的大单位和按位线性近似以及相关攻击。IACR变速器。对称加密。2021(2), 71-103 (2021).
[15] 龚，X。；Zhang，B.，《SNOW-V对快速关联攻击的抵抗》，IACR Trans。对称加密。，2021, 1, 378-410, 2021 ·doi:10.46586/tosc.v2021.i1.378-410
[16] Hao，Y。；Leander，G。；梅耶，W。；托多，Y。；王，Q。；Canteaut，A。；Ishai，Y.，《无未知子集的三子集划分属性建模——针对Trivium和Grain-128AEAD的改进立方体攻击》，EUROCRYPT 2020，第一部分，466-4952020，柏林：LNCS。柏林施普林格·Zbl 1479.94187号
[17] 胡克。；Sun，S。；托多，Y。；王，M。；王，Q。；Tibouchi，M。；Wang，H.，嵌套单项预测的大规模超级复苏，ASIACRYPT 2021，第一部分，392-421，2021，柏林：LNCS。柏林施普林格·Zbl 1514.94101号 ·doi:10.1007/978-3-030-92062-314
[18] Huang S.，Wang X.，Xu G.，WangM.，Zhao J.：条件立方体攻击还原圆形Keccak海绵功能。收录：Coron J.、Nielsen J.B.（编辑）《2017年欧洲密码》第二部分。LNCS，第10211卷，第259-288页（2017年）·Zbl 1415.94439号
[19] Matsui M.：DES密码的线性密码分析方法。收录：Helleseth T.（编辑）《93年欧洲密码》。LNCS，第765卷，第386-397页。施普林格，柏林·Zbl 0951.94519号
[20] 马克西莫夫。；约翰逊，T。；Roy，B.，大分布的快速计算及其密码应用，密码学进展-ASIACRYPT 2005，313-3322005，柏林：施普林格，柏林·Zbl 1154.94419号 ·doi:10.1007/11593447_17
[21] 穆哈，N。；王，Q。；顾，D。；Preneel，B。；吴，C。；Yung，M。；Lin，D.，使用混合整数线性规划的差分和线性密码分析，Inscrypt 2011，57-762011，柏林：LNCS。柏林施普林格·Zbl 1292.94118号
[22] Nyberg，K.，密码分析中的相关定理，Discret。申请。数学。，111, 1, 177-188, 2001 ·Zbl 1023.94007号 ·doi:10.1016/S0166-218X（00）00351-6
[23] Nyberg K.，Wallén J.：雪2.0的改进线性区分器。收录：Robshaw M.J.B.（编辑）FSE 2006。LNCS，第4047卷，第144-162页。施普林格，柏林（2006）·Zbl 1234.94062号
[24] SAGE E.：3GPP保密性和完整性算法UEA2和UIA2规范，文件2:SNOW 3G规范，v1.1（2006）。
[25] 史忠，金C.，张杰，崔T.，丁L.，金Y.：对全雪V和雪V的相关攻击。In:EUROCRYPT（2022）
[26] Sun L.，Wang W.，Liu R.，Wang-M.：ARX密码的MILP辅助位除法属性。科学。中国信息科学。61(11), 118102:1-118102:3 (2018).
[27] Sun，S。；胡，L。；王，P。；乔·K。；马，X。；宋，L。；Sarkar，P。；岩田，T.，《自动安全评估和（相关密钥）差分特征搜索：应用于SIMON、PRESENT、LBLOCK、DES（L）和其他面向比特的分组密码》，《密码学进展-ASIACRYPT 2014》，158-178，2014，柏林：斯普林格，柏林·Zbl 1306.94093号
[28] Sun Y.：关于描述（z_2^n）中子集的最小不等式。Cryptology ePrint档案，报告2021/1084（2021）。
[29] 托多，Y。；Isobe，T。；Hao，Y。；Meier，W.，基于除法性质的非黑箱多项式的立方体攻击，IEEE Trans。计算。，67, 12, 1720-1736, 2018 ·Zbl 07033435号 ·doi:10.1109/TC.2018年2835480
[30] 托多，Y。；Isobe，T。；梅耶，W。；青木，K。；张，B。；沙查姆，H。；Boldyreva，A.，《重新审视快速相关攻击——对完整Grain-128a、Grain-128和Grain-v1的密码分析》，CRYPTO 2018，第二部分，129-1592018，柏林：LNCS。柏林施普林格·Zbl 1436.94096号
[31] Udovenko A.：通过最少数量的不等式对布尔函数进行MILP建模。加密电子打印档案，报告2021/1099（2021）。
[32] 瓦格纳，D。；Yung，M.，广义生日问题，密码学进展-2002，288-3042002，柏林：施普林格，柏林·兹比尔1026.94541 ·doi:10.1007/3-540-45708-9_19
[33] 王，Q。；Hao，Y。；托多，Y。；李，C。；Isobe，T。；梅耶，W。；沙查姆，H。；Boldyreva，A.，《利用超级多边形代数属性的改进的基于除法属性的立方体攻击》，CRYPTO 2018，第一部分，275-305，2018，柏林：LNCS。柏林施普林格·Zbl 1444.94103号 ·doi:10.1007/978-3-319-96884-11
[34] Watanabe D.、Biryukov A.、Cannière C.D.：用线性掩蔽法对雪2.0进行区分攻击。收录：松井M.，祖切拉托R.J.（编辑）SAC 2003。LNCS，第3006卷，第222-233页。施普林格，柏林（2003年）·Zbl 1081.94539号
[35] 向忠，张伟，鲍忠，林丹：应用MILP方法搜索6种轻量级分组密码的基于除法性质的积分区分符。收录于：Cheon J.H.，Takagi T.（编辑）《2016年亚洲期刊》，第一部分，LNCS，第10031卷，第648-678页（2016年）·Zbl 1404.94120号
[36] 杨，J。；约翰逊，T。；Maximov，A.，针对SNOW 3G攻击的向量化线性近似，IACR Trans。对称加密。，2019, 4, 249-271, 2019
[37] 杨，J。；约翰逊，T。；Maximov，A.，《改进对SNOW-V的猜测、确定和区分攻击》，IACR Trans。对称加密。，2021, 3, 54-83, 2021 ·doi:10.46586/tosc.v2021.23.54-83
[38] Zhang B.，Xu C.，Meier W.：扩展域上的快速相关攻击，大单位线性近似和SNOW 2.0的密码分析。在：Gennaro R.，Robshaw M.（编辑）CRYPTO 2015，第一部分，LNCS，第9215卷，第643-662页。柏林施普林格（2015）·Zbl 1375.94163号
[39] Zhou，Z。；冯，D。；Zhang，B.，高效且广泛地搜索具有全SNOW-V高相关性的精确线性近似，Des。密码。，90, 10, 2449-2479, 2022 ·Zbl 1497.94134号 ·doi:10.1007/s10623-022-01090-8
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