计算机网络和通信技术极速发展的今天,社会对网络的依赖越来越大,每天都有大量的信息通过网络进行传输与存储,人类步入到一个全新的信息化时代,因此对信息的安全要求越来越高。近些年来,随着物联网的普及,WSN和FRID等技术的应用场景越来越多样化,但这些应用设备都是计算能力和资源极度受限的微型设备,AES等传统的分组密码算法由于需要消耗大量的资源已不再适用于这种资源受限的环境。因此,轻量级分组密码算法这种占用尽量少的资源、功耗低却拥有较高实现效率,并能够提供足够安全性的新型密码算法,一经提出就迅速成为密码学界的研究热点。密码分析技术的日益成熟推动着密码设计的快速发展,使得大量的轻量级分组密码被提出以后就能免疫已有的传统分析方法,因此,密码分析者需要不断地寻求新的分析方法来对密码算法进行安全性分析。通过多种密码分析方法结合而成的组合攻击的方式,密码分析者可以根据密码算法的多个弱点,选取多个合适的分析方法进行组合后对密码算法进行攻击,由此得到更好的攻击结果,并能从多个角度评估密码算法的安全性。本文对轻量级分组密码进行安全性分析,不仅可以发现其存在的不足,也能为设计轻量级分组密码提供新的思路。本文通过深入分析ESF算法的特点,尤其是其S盒和密钥扩展算法的性质,选用了相关密钥和不可能差分结合的组合攻击对其进行安全性分析。以减少活跃S盒的数量来获取更长的差分特征为目的,选定特殊密钥差分和数据对输入差分,构造出11轮相关密钥不可能差分区分器,然后在该区分器前后各扩展2轮,首次对15轮ESF算法进行了分析,达到目前对ESF算法的最高分析轮数,并且该分析的时间复杂度为2^40.5次15轮加密,数据复杂度为2^61.5个选择明文,恢复密钥比特数为40比特。与现有结果相比,该分析在攻击轮数提高的情况下,时间复杂度显著降低,数据复杂度也较为理想,从各个角度改进了现有分析结果,也验证了组合攻击的有效性。通过将LBlock与改进算法LBlock-s的密钥扩展算法进行对比,发现LBlock-s算法的密钥差分扩散速度更快,因此首次利用了相关密钥分析、不可能差分分析和飞来去器分析三种分析方法进行结合的方式对其进行安全性分析,在采用飞来去器的基本结构的同时结合相关密钥不可能差分的思想,充分解决了算法的密钥扩展算法扩散速度较快而导致密钥差分特征可用长度较短的问题。利用15轮相关密钥不可能飞来去器区分器向前扩展4轮,向后扩展3轮,成功攻击22轮LBlock-s算法,且时间复杂度仅为2^68.76次22轮加密,数据复杂度为2⁵⁸个选择明文,猜测的密钥比特数为68比特,与已有结果相比,该方法解决了LBlock-s密钥扩展算法扩散速度快导致相关密钥分析方法分析效果较差的问题,并大幅度降低分析LBlock-s算法的时间复杂度,显示了组合攻击的优势,也为LBlock-s算法的改进方向和安全性分析提供了一个新的思路。