Главная Коллекция "Revolution" Программирование, компьютеры и кибернетика Криптоанализ S-AES c помощью метода невозможных дифференциалов

Криптоанализ S-AES c помощью метода невозможных дифференциалов

Новый способ атак на симметричные блочные шифры, основанный на построении невозможного события. Использование техники "встреча посередине" для нахождения невозможных событий. Атака на пятираундовый S-AESс помощью метода невозможных дифференциалов.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 15.04.2019
Размер файла 1,3 M
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Криптоанализ s-aes c помощью метода невозможных дифференциалов

Ищукова Е.А., Письменский М.В.

Институт компьютерных технологий и информационной безопасности ИТА ЮФУ, Таганрог makspismensky1@gmail.com

В данной статье представлен метод невозможных дифференциалов и атака на пятираундовый S-AES с помощью этого метода.

Ключевые слова: криптоанализ, криптография, невозможные дифференциалы, шифрование.

Метод невозможных дифференциалов - это новый способ атак на симметричные блочные шифры, основанный на построении невозможного события, то есть такого события, вероятность которого равна нулю [1, 2]. Тогда мы можем отбрасывать все ключи, которые приводят к невозможным событиям. Для нахождения таких событий можно использовать технику «встреча посередине» [3] (miss-in-the-middletechnique), суть которой заключается в том, чтобы найти два события вероятность которых равна 1 и, совместив их, получить невозможное событие.

S-AES- симметричный блочный шифр, обладающий свойствами обычного AES. Он имеет четыре трансформации: сложение с раундовым ключом AddRoundKey, замена по таблице Sub-HalfBytes,сдвиг строки ShiftRows и перемешивание столбцов MixColumns. Алгоритм состоит из двух раундов, но во втором нет преобразования MixColumns. Подробное описание алгоритма можно найти в работе [4]. Для применения метода невозможных дифференциалов мы расширим количество раундов до пяти.

Для применения метода невозможных дифференциалов к SAES можно построить такой четырехраундовый невозможный дифференциал, как показано на рис. 1, где закрашенные квадраты - это полубайты с ненулевой разностью.

невозможный событие дифференциал атака

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.1 - Четырехраундовый невозможный дифференциал для алгоритма S-AES

После чего мы можем добавить ещё один раунд в начале и получить возможность атаки на пятираундовый S-AES, что показано на рис. 2.

Для того что бы найти 1 и 4 полубайт ключа мы отобрали тексты, которые имеют различия в 1 и 4 полубайте, после чего зашифровали их, и выбрали только такие, которые после дешифрования имели не нулевые разности в 1 и 4 полубайте. После этого мы отбрасывали ключи, которые, после первого раунда давали разность между текстами не равную нулю только в первом полубайте.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2 - Пятираундовый невозможный дифференциал для алгоритма S-AES

Так же мы можем отбрасывать ключи, которые после первого раунда приводят к ненулевой разности во втором полубайте, построив немного другой невозможный дифференциал, изображенный на рис. 3.

Опишем подробно процесс нахождения первого и четвертого бита ключа для пятираундовогоS-AES.

Возьмем 2 пар текстов, которые имеют различие в первом и четвертом полубайте.

Зашифруем эти тексты, и оставим только те из них, которые на выходе давали разность в первом и четвертом полубайтахили во втором и третьем полубайтах. У нас останется2 таких текстов.

Выполним преобразование одного раунда шифрования для каждой из2 пар текстов с использованием всех вариантов возможных ключей для полубайтов с ненулевыми значениями. Таких вариантов 2 , после чего все ключи, которые приводили к разности в первом или третьем полубайте на входе второго раунда, отбрасывались. После этих действий остались только правильные биты ключа для первого и четвертого полубайтов.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.3 - Второй вариант построения невозможных дифференциалов для 4 раундов S-AES

По аналогии мы можем найти 2 и 3 полубайты ключа, для этого можно использовать невозможный дифференциал, изображенный на рис. 4.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4 - Второй вариант построения невозможных дифференциалов для 5 раундов S-AES

Таким образом, мы нашли первый ключ для пятираундовогоS-AES, используя метод невозможных дифференциалов.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 15-3720007-мол-а-вед.

Библиографический список

Phan, R. C.-W. 2002. Mini Advanced Encryption Standard (Mini-AES): A Testbed for Cryptanalysis Students. Cryptologia. 26(4).

Biham, E., Biryukov, A. and Shamir, A. 2001. Miss in the Middle Attacks on IDEA and Khufu. In Advances of Cryptology - FSE '99 (Lecture Notes in Computer Science No.1636). 124-138.

Phan, R. C. W. 2002. Classes of Impossible Differentials of Advanced Encryption Standard. IEE ElectronicsLetters. 38(11): 508-510.

Бабенко Л.К. Ищукова Е.А. Современные алгоритмы блочного шифрования и методы их анализа // Москва, «Гелиос АРВ», 2006. - 376 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены