×
Jing、XiaoYu;李彦军;赵广岳;谢慧琴;王琪

LBlock和LiCi的量子电路实现和资源分析。 （英语） Zbl 1532.81018号

量子信息处理。 22，第9号，第347号论文，第25页（2023年）.
摘要：由于Grover的算法，对分组密码的任何穷举搜索攻击都可以实现二次加速。为了实现Grover的彻底搜索并准确估计所需资源，需要将目标密码实现为量子电路。最近，人们对实现轻量级密码的量子电路越来越感兴趣。本文介绍了轻量级密码LBlock和LiCi的量子实现和资源估计。我们优化了量子电路在门数方面的实现，要求量子比特和电路深度，并在ProjectQ上模拟了量子电路。此外，基于量子实现，我们分析了使用Grover算法对LBlock和LiCi进行穷举密钥搜索攻击所需的资源。最后，我们将用于实现LBlock和LiCi的资源与其他轻量级密码的资源进行了比较。

MSC公司：

81页68 量子计算
81页94 量子密码术（量子理论方面）

关键词：

量子计算机;Grover算法;轻量级分组密码;后量子安全

软件：

LBlock（LB锁定）;项目Q;打火机-R
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{X.Jing}等人，《量子信息处理》。22，第9号，第347号论文，第25页（2023年；Zbl 1532.81018）
全文： 内政部 arXiv公司

参考文献：

[1] Grover，L.K.：数据库搜索的快速量子力学算法。摘自：《第二十八届ACM计算机理论研讨会论文集》，第212-219页（1996年）。doi:10.1145/237814.237866·Zbl 0922.68044号
[2] 卡普兰，M。；Leurent，G。；Leverier，A。；Naya-Plasencia，M。；Robshaw，M。；Katz，J.，《使用量子周期发现打破对称密码系统》，《密码学进展-密码2016》，207-237（2016），柏林，海德堡：施普林格，柏林，海德堡·Zbl 1391.94766号 ·doi:10.1007/978-3-662-53008-5_8
[3] 博内坦，X。；Leurent，G。；Naya-Plasencia，M。；Schrottenloher，A。；Tibouchi，M。；Wang，H.，量子线性化攻击，密码学进展-亚洲密码2021，422-452（2021），查姆：施普林格，查姆·Zbl 1522.81069号 ·doi:10.1007/978-3-030-92062-315
[4] Simon，DR，《论量子计算的力量》，JIAM J.Compute。，26, 5, 1474-1483 (1997) ·Zbl 0883.03024号 ·doi:10.1137/S0097539796298637
[5] Kuwakado，H.，Morii，M.：三轮feistel密码和随机置换之间的量子区分。在：2010年IEEE国际信息理论研讨会，第2682-2685页（2010年）。doi:10.1109/ISIT.2010.5513654。电气与电子工程师协会
[6] Kuwakado，H.，Morii，M.：量子型偶感密码的安全性。2012年信息理论及其应用国际研讨会，第312-316页（2012）。电气与电子工程师协会
[7] Kaplan，M.：针对迭代块密码的量子攻击（2014）。预打印时间https://arxiv.org/abs/1410.1434 ·Zbl 1475.94125号
[8] 李，R。；Jin，C.，在Des的10发AES-256上进行了中观攻击。密码。，80, 3, 459-471 (2016) ·Zbl 1402.94062号 ·doi:10.1007/s10623-015-0113-3
[9] Ambainis，A.，元素区分的量子行走算法，SIAM J.Compute。(2007) ·Zbl 1134.81010号 ·doi:10.1137/S0097539705447311
[10] 罗特勒，M。；Steinwandt，R.，量子相关密钥攻击注释，Inf.Process。莱特。，115, 1, 40-44 (2015) ·Zbl 1358.94076号 ·doi:10.1016/j.ipl.2014.08.009
[11] Santoli，T.，Schaffner，C.：使用simon算法攻击对称密钥密码原语。arXiv预印arXiv:1603.07856（2016）。doi:10.48550/arXiv.1603.07856
[12] Leander，G.，May，A.：Grover遇到了simon，对fx结构进行了大量攻击。收录于：《密码学进展——2017年亚洲密码》：第23届国际密码学和信息安全理论与应用会议，会议记录，第二部分23，第161-178页（1978年）。doi:10.1007/978-3-319-70697-96。施普林格·Zbl 1380.94109号
[13] Hosoyamada，A。；青木，K。；奥巴纳，S。；Chida，K.，《关于迭代Even-Mansour密码的量子相关密钥攻击》，《信息与计算机安全进展》，3-18（2017），查姆：斯普林格，查姆·Zbl 1398.94123号 ·doi:10.1007/978-3-319-64200-01
[14] Dong，X。；Wang，X.，对Feistel结构的量子密钥恢复攻击，科学。中国信息科学。，61, 1-7 (2018) ·doi:10.1007/s11432-017-9468-y
[15] Dong，X。；李，Z。；Wang，X.，一些广义Feistel方案的量子密码分析，Sci。中国信息科学。，62, 2, 22501 (2019) ·doi:10.1007/s11432-017-9436-7
[16] 谢浩。；Yang，L.，使用Bernstein-Vazirani算法攻击分组密码，Des。密码隐秘。，87, 1161-1182 (2019) ·Zbl 1445.94029号 ·doi:10.1007/s10623-018-0510-5
[17] 周，B-M；Yuan，Z.，对Feistel构造的量子密钥恢复攻击：Bernstein-Vazirani满足Grover算法，Quantum Inf.过程。，20, 1-14 (2021) ·Zbl 1509.81454号 ·doi:10.1007/s11128-021-03256-0
[18] Grassl，M.、Langenberg，B.、Roettler，M.和Steinwandt，R.：将grover算法应用于AES：量子资源估算。在：后量子密码学：第七届国际研讨会，PQCrypto 2016，日本福冈，第7期，第29-43页。斯普林格（2016）。doi:10.1007/978-3-319-29360-83·Zbl 1405.81026号
[19] Kim，P。；Han，D。；Jeong，KC，对称密码分析中量子搜索算法的时空复杂性：应用于AES和SHA-2，量子信息处理。，17, 1-39 (2018) ·兹比尔1402.81090 ·doi:10.1007/s11128-018-2107-3
[20] Langenberg，B。；Pham，H。；Steinwandt，R.，《降低作为量子电路实施高级加密标准的成本》，IEEE Trans。量子工程，1,1-12（2020）·doi:10.1109/TQE.2020.2965697
[21] Boyar，J.，Peralta，R.：一种新的组合逻辑最小化技术及其在密码学中的应用。In:实验算法：第九届国际研讨会，SEA 2010，那不勒斯伊斯基亚岛。会议记录9，第178-189页。施普林格（2010）。doi:10.1007/978-3-642-13193-6_16
[22] Anand，R.，Maitra，A.，Mukhopadhyay，S.：微粒的量子密码分析评估。收录于：《密码学进展-INDOCRYPT 2020：印度第21届国际密码学会议》，印度班加罗尔，2020年12月13日至16日，《会议记录21》，第395-413页（2020）。doi:10.1007/978-3-030-65277-7_18。施普林格·Zbl 1500.81021号
[23] 阿南德·R。；Maitra，A。；Mukhopadhyay，S.，Grover on SIMON，量子信息处理。，19, 340 (2020) ·Zbl 1509.81348号 ·doi:10.1007/s11128-020-02844-w
[24] Jang，K。；Song，G。；Kim，H。；Kwon，H。；Kim，H。；Seo，H.，量子计算机上礼物和礼物的有效实现，应用。科学。，11, 11, 4776 (2021) ·doi:10.3390/app11114776
[25] Jang，K。；Choi，S。；Kwon，H。；Kim，H。；Park，J。；Seo，H.，Grover关于韩国分组密码的研究，Appl。科学。，10, 18, 6407 (2020) ·doi:10.3390/第10186407页
[26] Jang，K.，Baksi，A.，Breier，J.，Seo，H.，Chattopadhyay，A.：默认的量子实现和分析。Cryptology ePrint Archive，论文2022/647。https://eprint.iacr.org/2022/647 (2022)
[27] 斯泰格，DS；哈纳，T。；Troyer，M.，ProjectQ：量子计算的开源软件框架，量子，2，49（2018）·doi:10.22331/q-2018-01-31-49
[28] 艾米，M。；马斯洛夫，D。；莫斯卡，M。；Roettler，M.，《用于深度最优量子电路快速合成的中间相遇算法》，IEEE Trans。计算。辅助设计。集成。电路系统。，32, 6, 818-830 (2013) ·doi:10.1109/TCAD.2013.244643
[29] Jean，J.、Peyrin，T.、Sim，S.M.、Tourteaux，J.：优化轻量级构建块的实现。Cryptology ePrint Archive，论文2017/101。https://eprint.iacr.org/2017/101 (2017)
[30] Dasu，V.A.，Baksi，A.，Sarkar，S.，Chattopadhyay，A.：Lighter-r：sbox的优化可逆电路实现。2019年IEEE第32届国际芯片系统大会（SOCC），第260-265页（2019年）。doi:10.1010/SOCC46988.2019.1570548320。电气与电子工程师协会
[31] Wu，W.，Zhang，L.：Lblock：轻量级分组密码。摘自：《应用密码学和网络安全：第九届国际会议》，ACNS 2011，Nerja。会议记录9，第327-344页（2011年）。doi:10.1007/978-3642-21554-4_19。施普林格·Zbl 1250.94047号
[32] Patil，J.、Bansod，G.、Kant，K.S.：Lici:一种新的超轻量分组密码。2017年信息通信技术新兴趋势与创新国际会议（ICEI），第40-45页（2017年）。doi:10.1109/ETIICT.2017.7977007。电气与电子工程师协会
[33] Jaques，S.、Naehrig，M.、Roettler，M.和Virdia，F.：在AES和LOWMC上实现用于量子密钥搜索的grover预言。摘自：《密码学进展-欧洲密码2020：第39届密码技术理论和应用年度国际会议》，萨格勒布，《会议记录》，第二部分30，第280-310页。施普林格（2020）。doi:10.1007/978-3-030-45724-2_10·Zbl 1492.81042号
[34] 拉赫曼，M。；Paul，G.，Grover on KATAN:量子资源估算，IEEE Trans。量子工程，3，1-9（2022）·doi:10.1010/TQE.2022.3140376
[35] Jang，K.、Baksi，A.、Kim，H.、Song，G.、Seo，H.和Chattopadhyay，A.：AES的量子分析。Cryptology ePrint Archive，论文2022/683。https://eprint.iacr.org/2022/683 (2022)
[36] 量子密码后标准化过程的提交要求和评估标准。NIST（2016）。https://csrc.nist.gov/csrc/media/projects/post-quantum-cryptography/documents/call-for-posals-final-dec-2016.pdf
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。