【摘 要】
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循环异或差分密码分析是一种对称密码分析技术,最初被应用于一类只有模加、循环移位和异或运算的ARX密码算法,旨在发现ARX密码中可区分的统计属性。AND-RX算法具有与ARX算法类似的结构,并以硬件代价更小的AND运算代替模加法运算。这样的密码包括SIMON和SIMECK分组密码算法族。本文将循环异或差分密码分析方法扩展到AND-RX密码中,并成功应用于SIMON和SIMECK密码中。本文的主要结果
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循环异或差分密码分析是一种对称密码分析技术,最初被应用于一类只有模加、循环移位和异或运算的ARX密码算法,旨在发现ARX密码中可区分的统计属性。AND-RX算法具有与ARX算法类似的结构,并以硬件代价更小的AND运算代替模加法运算。这样的密码包括SIMON和SIMECK分组密码算法族。本文将循环异或差分密码分析方法扩展到AND-RX密码中,并成功应用于SIMON和SIMECK密码中。本文的主要结果如下:1.首次研究了AND-RX密码结构的循环异或差分分析的传播规律。当循环异或差分通过循环移位和异或等线性运算时,以概率1进行传播。对于非线性运算按位与（AND）,其传播概率小于1,本文给出了循环异或差分分析传播规律的形式化公式,并且发现循环异或差分与XOR-差分以相同的概率通过按位与（AND）操作。由于算法中的非循环不变量轮常数会影响差分传播,因此所得的循环异或差分特征通常与相应的（相关密钥）差分特征不同。2.在此基础上,建立了一个SAT/SMT模型来搜索SIMON和SIMECK算法族中的循环异或差分特征。通过该模型,本文发现对于分组长度为32、48和64位的SIMECK约减轮版本,可以找到20、27和35轮的循环异或差分特征,其各自的概率分别为2-26、2-42和2-54,在相关密钥模型下,这些特征对应的弱密钥空间大小为230、244和256.将模型应用到分组密码SIMON时,本文能够找到的最佳特征是以2-32的概率覆盖了14轮的SIMON32/64.
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