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刘瑜博士团队在《SCIENCE CHINA Information Sciences》发表利用STP求解器搜索基于S盒的密码算法的差分和线性研究论文

发布时间:2021-07-21

近期,我校刘瑜博士团队在SCI二区期刊《SCIENCE CHINA Information Sciences》上发表了题为“STP models of optimal differential and linear trail for S-box based ciphers”的研究论文。该研究利用条件求解器搜索基于S盒的密码算法的差分或线性路线。给出了一种刻画S盒差分概率和线性偏差的方式,基于此方式给出广义的基于STP的路线搜索模型,并利用该模型搜索出一系列重要算法最优的差分和线性路线。


于前人对相关搜索算法的研究缺乏S盒差分分布表的刻画,本研究给出了比特级分组密码 GIFT-128DESDESL  ICEBERG 的路线搜索结果。对于 GIFT-128,我们获得了 9 13 轮的最佳差分路线。此外,我们表明 25 轮足以实现低于 2-128的差分概率,而设计者最初预计需要 26 轮。同时,给出了一条21轮的差分路线,与以往的公开路线相比,从轮数来看,这是最好的。并且9 轮和 20 轮差分路径概率优于之前文献中的路线。对于DES,我们得到了改进的4轮、6轮和7轮相关密钥差分路线,其中4轮和6轮相关密钥差分路线是最优的。对于 DESL,我们确定的 4  7 轮的差异轨迹是最佳的, 4  10 轮的路线概率相比之前的结果都有改进。同时,这是第一次得到DESL11轮相关密钥差分路径,概率为2-51.7对于 ICEBERG,我们得到了相关性为 2−30.0的最佳 6 轮线性轨迹(Table 1.

校计算机工程学院刘瑜博士为该论文第一作者,山东大学泰山学者王美琴教授为该论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家密码发展基金,山东省自然基金和山东科技创新项目的支持。

论文链接: https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11432-018-9772-0

(计算机工程学院)


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