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基于MILP的GIFT积分区分器搜索及优化
1
作者
祖锦源
刘杰
+2 位作者
石一鹏
张涛
张国群
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2023年第S02期886-893,共8页
Banik等提出的轻量级分组密码GIFT算法已经入选了NIST针对国际轻量级密码算法开展的标准化竞赛的最终轮。目前已有针对其的线性分析、差分分析等的相关研究,但针对GIFT的积分分析仍待进一步研究。针对GIFT在积分密码分析过程中可分路径...
Banik等提出的轻量级分组密码GIFT算法已经入选了NIST针对国际轻量级密码算法开展的标准化竞赛的最终轮。目前已有针对其的线性分析、差分分析等的相关研究,但针对GIFT的积分分析仍待进一步研究。针对GIFT在积分密码分析过程中可分路径表达冗余的问题,提出了基于混合整数线性规划模型的积分区分器搜索求解和优化算法。首先对GIFT算法创建MILP积分分析模型,利用可分性质分别对GIFT算法的线性层和非线性层进行刻画。对线性层利用传播规则进行表达;对非线性S盒在传播规则的基础上使用贪心算法对表达式进行精简优化,得到了15个不等式作为约束条件。经过MILP求解后,得到64个9轮积分区分器。在此基础上,针对基于贪心算法的MILP求解模型精确度不足问题,引入MILP模型对S盒的可分性质进行重新表达,设计基于MILP的约简算法对GIFT积分区分器搜索进行优化,并重新求解MILP模型,最高得到了3个13轮的积分区分器。因此,基于MILP的S盒新约简算法可以优化S盒可分性质的表达,有效增加对GIFT算法的积分区分器攻击轮数,提高积分攻击效果。
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关键词
积分密码分析
混合整数线性规划算法
GIFT
可分性质
SPN网络结构
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职称材料
基于混合整数线性规划模型的SPONGENTS盒紧凑约束分析
被引量：
1
2
作者
石一鹏
刘杰
+2 位作者
祖锦源
张涛
张国群
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2023年第5期1504-1510,共7页
应用基于混合整数线性规划(MILP)模型的S盒紧凑约束计算方法,可以较好地解决SPONGENT在差分密码分析过程中差分路径搜索效率低下的问题;为寻找S盒的最优描述,提出一种紧凑性验证算法从约束条件存在必要性的角度验证S盒的不等式约束的紧...
应用基于混合整数线性规划(MILP)模型的S盒紧凑约束计算方法,可以较好地解决SPONGENT在差分密码分析过程中差分路径搜索效率低下的问题;为寻找S盒的最优描述,提出一种紧凑性验证算法从约束条件存在必要性的角度验证S盒的不等式约束的紧凑性问题。首先,引入MILP模型分析SPONGENT S盒的不等式约束,得到了由23个不等式组成的约束;然后,提出一种用于评价约束不等式存在必要性的指标,并基于该指标提出了一种验证约束不等式组紧凑程度的紧凑性验证算法;最后,使用所提算法验证所求得的SPONGENT S盒约束的紧凑性。计算分析表明,23个不等式都具有唯一可以排除的不可能差分模式,即每个不等式都有存在的必要性;同时,对于同一案例,与利用贪心算法原理筛选的不等式相比,数量减少了20%。因此,所得到的SPONGENT的S盒不等式约束是紧凑的,且所提紧凑性验证算法的效果要优于对比的贪心算法。
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关键词
差分密码分析
混合整数线性规划
代换‒置换网络
SPONGENT
S盒
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职称材料
题名
基于MILP的GIFT积分区分器搜索及优化
1
作者
祖锦源
刘杰
石一鹏
张涛
张国群
机构
西北工业大学软件学院
西北工业大学长三角研究院
上海机电工程研究所
出处
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2023年第S02期886-893,共8页
基金
上海航天科技创新基金(SAST2021-054)
太仓市基础研究计划面上项目(TC2021JC32)
中央高校基本科研业务费专项资金(D5000210638)。
文摘
Banik等提出的轻量级分组密码GIFT算法已经入选了NIST针对国际轻量级密码算法开展的标准化竞赛的最终轮。目前已有针对其的线性分析、差分分析等的相关研究,但针对GIFT的积分分析仍待进一步研究。针对GIFT在积分密码分析过程中可分路径表达冗余的问题,提出了基于混合整数线性规划模型的积分区分器搜索求解和优化算法。首先对GIFT算法创建MILP积分分析模型,利用可分性质分别对GIFT算法的线性层和非线性层进行刻画。对线性层利用传播规则进行表达;对非线性S盒在传播规则的基础上使用贪心算法对表达式进行精简优化,得到了15个不等式作为约束条件。经过MILP求解后,得到64个9轮积分区分器。在此基础上,针对基于贪心算法的MILP求解模型精确度不足问题,引入MILP模型对S盒的可分性质进行重新表达,设计基于MILP的约简算法对GIFT积分区分器搜索进行优化,并重新求解MILP模型,最高得到了3个13轮的积分区分器。因此,基于MILP的S盒新约简算法可以优化S盒可分性质的表达,有效增加对GIFT算法的积分区分器攻击轮数,提高积分攻击效果。
关键词
积分密码分析
混合整数线性规划算法
GIFT
可分性质
SPN网络结构
Keywords
Integral cryptanalysis
Mixed integer linear programming(MILP)
GIFT
Division property
SPN network structure
分类号
TN918.1 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
基于混合整数线性规划模型的SPONGENTS盒紧凑约束分析
被引量：
1
2
作者
石一鹏
刘杰
祖锦源
张涛
张国群
机构
西北工业大学软件学院
上海机电工程研究所
出处
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2023年第5期1504-1510,共7页
基金
上海航天科技创新基金资助项目(SAST2021‑054)
太仓市基础研究计划面上项目(TC2021JC32)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(D5000210638)。
文摘
应用基于混合整数线性规划(MILP)模型的S盒紧凑约束计算方法,可以较好地解决SPONGENT在差分密码分析过程中差分路径搜索效率低下的问题;为寻找S盒的最优描述,提出一种紧凑性验证算法从约束条件存在必要性的角度验证S盒的不等式约束的紧凑性问题。首先,引入MILP模型分析SPONGENT S盒的不等式约束,得到了由23个不等式组成的约束;然后,提出一种用于评价约束不等式存在必要性的指标,并基于该指标提出了一种验证约束不等式组紧凑程度的紧凑性验证算法;最后,使用所提算法验证所求得的SPONGENT S盒约束的紧凑性。计算分析表明,23个不等式都具有唯一可以排除的不可能差分模式,即每个不等式都有存在的必要性;同时,对于同一案例,与利用贪心算法原理筛选的不等式相比,数量减少了20%。因此,所得到的SPONGENT的S盒不等式约束是紧凑的,且所提紧凑性验证算法的效果要优于对比的贪心算法。
关键词
差分密码分析
混合整数线性规划
代换‒置换网络
SPONGENT
S盒
Keywords
differential cryptanalysis
Mixed Integer Linear Programming(MILP)
Substitution-Permutation Network(SPN)
SPONGENT
S-box
分类号
TP309.7 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于MILP的GIFT积分区分器搜索及优化
祖锦源
刘杰
石一鹏
张涛
张国群
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2023
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于混合整数线性规划模型的SPONGENTS盒紧凑约束分析
石一鹏
刘杰
祖锦源
张涛
张国群
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2023
1
在线阅读
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职称材料
已选择
0
条
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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