Loiss等相关流密码体制的安全性分析

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序列密码结构简单、加解密速度快、不易被破解,正是由于这些原因,序列密码被广泛应用于军事、通讯、政府机关等对安全性和数据吞吐速度要求比较高的场合。序列密码每次只对明文中的单个位(有时对字节)进行运算(加密变换),加密过程所需的密钥流由种子密钥通过密钥流生成器产生。由于每一个明文都对应一个随机的加密密钥,因此序列密码在理论上属于无条件安全的密码体制。与分组密码相比,序列密码拥有着易于硬件实现,加解密速度快;错误扩散低,更适宜要求高准确率的传输环境;更适宜于接收端需要缓冲或单个字符处理的应用中(如远程通信)等优点。由于序列密码被广泛的应用于军事等对安全性要求比较高的场合,因此大多数序列密码并不被大多数人所熟知。本文主要利用Guess and Determine(猜测确定分析)密码分析方法从另外的角度对Loiss密码算法进行安全性分析,涉及了算法未经初始化状态、经过一轮初始化状态、经过两轮初始化状态和经过三轮初始化状态下的安全性分析。根据前几轮的分析结果来推断Loiss密码算法在此情况下的安全性,根据分析结果,我们发现随着算法初始化轮数的增加,猜测确定分析的复杂度逐渐接近于穷尽搜索的复杂度;并于之后的有限次初始化后两者的复杂度趋于一致。因此,在以后的各轮初始化状态下,再利用此Guess andDetermine密码分析方法便不适用于Loiss算法了。在分析过程中,算法在未经初始化状态下的攻击复杂度为O (2232),这比穷尽搜索的复杂度O (2256)少了O (224)复杂度;若算法经过一轮初始化,经分析,此状态下的攻击复杂度亦为O (2232);若算法经过两轮初始化,经分析此状态下的攻击复杂度为O (2240),这比穷尽搜索的复杂度少了O (216)复杂度;若算法经过三轮初始化,经分析此状态下的攻击复杂度为O (2248),这比穷尽搜索复杂度少了O (28)。由于Loiss密码算法刚被提出不久,针对Loiss密码算法的攻击分析并不是很多,因此本论文的分析结果对Loiss序列密码算法的研究具有一定的密码学意义。
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