论文部分内容阅读
分组密码算法广泛应用于信息通信中的数据加密。它既是密码学中的基础算法和基础理论，也是设计其他密码算法的理论基础和理论构件。目前对分组密码安全性的讨论主要包括差分密码分析、线性密码分析和强力攻击。随着分组密码中新的密码算法的不断涌现，其中Feistel结构算法的设计与分析正朝着多元化的方向发展，因此对其安全性分析具有很大现实意义。本论文的主要工作有：首先，总结分组密码算法设计的一些基础性理论和已有的攻击方法，并对Feistel结构进行重点介绍。其次，基于对前面分析方法的研究和认识，针对迭代密码算法提出一种新的选择明文攻击方法----不可能差分-线性分析方法。该分析方法是一种通用的攻击手段，通过构建一个可以链接不可能差分特征和线性特征的区分器实来现对算法的攻击。该方法可以有效应用在我们研究的Feistel结构算法。然后，介绍了Feistel结构算法中具有代表性的CLEFIA算法，并使用差分-线性分析方法对CLEFIA-128进行分析，攻击轮数为11轮，数据复杂度为2116.52，共恢复密钥96比特。之后，重点介绍了利用本论文提出的不可能差分-线性分析方法对CLEFIA-128算法的分析结果。该攻击对16轮CLEFIA-128算法有效，算法含白板密钥。我们先构造一了个13轮不可能差分-线性区分器。基于该区分器，介绍了对CLEFIA-128的有效攻击，攻击的数据复杂度为2122.73，共恢复96比特密钥。这是目前最好的分析结果。最后，给出了算法研究过程中得到的其他结论，包括另一种13轮不可能差分-线性区分器的构造，对CLEFIA-128算法的另一种16轮攻击结果，和两种对15轮CLEFIA-128算法的攻击结果，以及我们对CLEFIA密钥扩展算法中密钥关系的研究结论。本文的攻击方法对CLEFIA-192和CLEFIA-256依然有效。