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随着物联网的发展,RFID芯片和无线传感网络等微型计算设备的应用越来越广泛,给人们的生活带来了极大的便利。与此同时,如何确保信息的安全性,越来越引起人们的重视。因为微型计算设备资源受限,所以既追求效率又要保证安全性的轻量级分组密码算法应运而生。KTANTAN[1]是由Christophe De Canniere, Orr Dunkelman和Miroslav Knezevic在2009年密码硬件和嵌入式系统国际会议(CHES)上提出的一个轻量级分组密码算法,具有硬件实现简单和低功耗等特点。它采用了基于非线性反馈移位寄存器(NLFSR)的轮函数结构和线性密钥编排,可以抵抗差分分析、线性分析和其他一些攻击。KTANTAN是一族分组密码算法,明文分组长度可以是32、48和64位,相应的算法分别称为KTANTAN32、KTANTAN48和KTANTAN64。密钥长度都是80位,进行254轮加密。目前已知的对KTANTAN的分析方法有相关功耗分析、相关密钥中间相遇代数攻击、中间相遇攻击等。轻量级分组密码算法在设计时力求寻找执行效率与安全性的最佳平衡点。然而当执行效率提高时,算法的安全性必然会受到影响,所以对算法安全性的分析显得尤为重要。本文以KTANTAN为例,对轻量级分组密码算法的安全性进行评估。结合KTANTAN的加密结构和特点,尝试运用3维及以上的中间相遇攻击方法对KTANTAN的安全性进行分析,接着利用分段-连接、间接部分匹配、预计算等各种技术对攻击方法进行改进,取得以下成果：1.依据KTANTAN的结构特点,猜测中间状态X和Y,将整个加密算法分成三个连续的区间,利用3维中间相遇攻击方法对KTANTAN进行分析,给出了攻击步骤,以及攻击过程的时间复杂度和数据复杂度。2.研究了结合分段-连接和间接部分匹配技术的3维中间相遇攻击对KTANTAN32的攻击过程,得到更优的攻击结果,数据复杂度为3个明密文对,时间复杂度为267.63次加密运算。3.在上述攻击的基础上,继续对3维中间相遇攻击进行改进——猜测Y的一部分比特,通过调整X和Y的位置,取得更好的攻击结果：时间复杂度为266.77次加密运算,数据复杂度为3个明文对。4.研究了结合数据预处理和缓存技术的3维中间相遇攻击对KTANTAN进行攻击,减少了攻击过程中重复计算的次数,将时间复杂度进一步降低至265.17次加密运算。5.简要分析3维中间相遇攻击方法对KTANTAN64/128攻击和4维及以上的中间相遇攻击对KTANTAN32/64/128算法的攻击。