两种分组密码算法结构的YOYO攻击

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近些年,利用yoyo密码分析方法攻击分组密码非常流行.在本文中,我们选择对两种分组密码进行yoyo攻击,分别是第二类广义Feistel结构和一类Lai-Massey结构.针对轮函数未知的第二类广义Feistel结构(可简称type-II GFN),需要基于两个截断差分位置的特征和筛选技术进行研究.开始,我们期望可以通过两个截断差分特征来成功恢复5轮type-II GFN的所有轮函数.然而在研究过程中发现,如果在密文端添加一个人工的筛选,那么6轮type-II GFN也可以被恢复.因此,在yoyo攻击的过程中考虑筛选条件是十分重要的.第三章,我们用一般的yoyo攻击恢复5轮type-II GFN的所有轮函数,攻击的数据复杂度为2个自适应选择的明文,存储复杂度为O(3×22n+2),时间复杂度为O(22n+4).第四章,我们在对6轮type-II GFN进行yoyo攻击时,在其密文端增加一个筛选条件,先恢复第一轮的两个轮函数,再将第三章的攻击用于剩下的5轮结构.仅恢复一轮结构的攻击数据复杂度为22n+1个自适应选择明文,存储复杂度为2n+2,时间复杂度为O(22n+2).第五章,我们对第四章中的攻击进行改进,仍保留筛选条件的使用,但不再利用第三章中的攻击.改进后的攻击数据复杂度为22n+1个自适应选择明文,存储复杂度为O(22n+3),时间复杂度为O(5×22n+2).本文所攻击的第二种分组密码是一类Lai-Massey结构,称之为Lai-Massey-III.首先简化了Lai-Massey-III结构,并称简化后的结构为Lai-Massey-like结构.可发现,无论是几轮的结构,总满足某一截断差分特征.利用这一特点,用yoyo攻击恢复了Lai-Massey-like结构的所有轮函数,并将此攻击应用于Lai-Massey-III结构.相关描述具体在第六章,攻击的数据复杂度约为2个明文,存储复杂度为O(2n),时间复杂度为O(k·22.73n).因此,对于Serge Vaudenay所给出的Lai-Massey结构,σ运算应该被精心设计,否则将会受到yoyo攻击的安全威胁.
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