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Espresso算法等价模型的密码分析?
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  • 分类：TN918.1[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构：信息工程大学
  • 相关基金：国家自然科学基金项目(61272042,61100202,61100200,61170235,61309017,61402524,61521003);国家863计划(2015AA01A708)
作者： 章佳敏, 戚文峰
关键词： 非线性反馈移位寄存器, 代数攻击, Espresso, 等价模型
中文摘要：

Espresso算法是由E.Dubrova和M.Hell两人设计的面向5G通信需求的序列密码算法,算法采用256级的非线性反馈移位寄存器（NFSR）作为驱动部件,密钥长度为128比特,初始化向量为96比特,过滤输出函数为6次布尔函数.由于驱动部件为NFSR,因此Espresso算法可以较好地抵抗标准代数攻击以及相关攻击等分析方法.然而本文将证明无论参数如何选择,只要是利用E.Dubrova和M.Hell所提方法构造出来的NFSR,其任意寄存器上的输出序列均可由同级数的线性反馈移位寄存器（LFSR）通过选取适当的过滤函数生成,即等于某个LFSR的前馈序列.特别的,这些LFSR是相同且过滤函数可显式地表达出来.利用这一结果,我们证明了Espresso算法的输出序列为某个256级LFSR的前馈过滤,对应的过滤函数为12次布尔函数.针对该等价模型,我们可以成功地实施代数攻击,其时间复杂度为O(266.86).我们指出,要想抵抗等价模型下的代数攻击,Espresso算法中的输出函数至少应为8次布尔函数.最后我们还讨论了等价模型下输出函数的其他漏洞.

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