MORUS算法初始化过程的混乱与扩散性质研究

MORUS算法初始化过程的混乱与扩散性质研究

MORUS算法是已进入CAESAR竞赛第二轮评选的一个基于流密码的认证加密算法,研究算法的混乱与扩散性质对于评估其安全性来说十分必要.本文首次从完全性和差分扩散性两个角度对MORUS算法初始化过程的混乱与扩散性质进行了研究.我们首先研究了MORUS-640-128的完全性,得到算法输出密钥流和内部状态达到完全性的步数下界分别为4步和6步.利用此性质,我们对3步简化版MORUS-640-128进行了差分-区分攻击和密钥分割攻击.其中,差分-区分攻击仅需2个选择IV就能以0.999985的区分优势完成攻击;密钥分割攻击需要110个选择IV,能以99.8%的成功率恢复全部128比特初始密钥,计算复杂...

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Veröffentlicht in:Journal of Cryptologic Research 2015-12, Vol.2 (6), p.536-548
1. Verfasser: 张沛 关杰 李俊志 施泰荣
Format: Artikel
Sprache:chi
Schlagworte:
Algorithms
CAESAR竞赛
MORUS算法
混乱
扩散
完全性
差分分析
Completeness
Encryption
Lower bounds
Security
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creator 张沛 关杰 李俊志 施泰荣
description MORUS算法是已进入CAESAR竞赛第二轮评选的一个基于流密码的认证加密算法,研究算法的混乱与扩散性质对于评估其安全性来说十分必要.本文首次从完全性和差分扩散性两个角度对MORUS算法初始化过程的混乱与扩散性质进行了研究.我们首先研究了MORUS-640-128的完全性,得到算法输出密钥流和内部状态达到完全性的步数下界分别为4步和6步.利用此性质,我们对3步简化版MORUS-640-128进行了差分-区分攻击和密钥分割攻击.其中,差分-区分攻击仅需2个选择IV就能以0.999985的区分优势完成攻击;密钥分割攻击需要110个选择IV,能以99.8%的成功率恢复全部128比特初始密钥,计算复杂度为O(2106.8).结合完全性算法,本文提出了改进的差分自动推演算法,并对4步简化版MORUS-640-128进行了差分-区分攻击,攻击所需的数据量和区分优势分别为2105和0.999665.上述攻击均是首次针对MORUS算法的安全性分析结果,对其初始化过程的设计有一定的参考意义.
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