RECTANGLE-80的相关密钥差分分析

作者：王沙沙; 张文涛^*; 向泽军

来源：信息安全学报, 2019, 4(04): 94-108.

DOI：10.19363/J.cnki.cn10-1380/tn.2019.07.07

• 轻量级分组密码
• RECTANGLE
• 相关密钥差分分析
• 自动化搜索
• 差分特征

轻量级分组密码RECTANGLE采用SPN结构,分组长度是64比特,密钥长度是80或128比特,迭代轮数是25轮。其采用比特切片技术,在软硬件实现方面均有很好的性能。本文以Matsui和Moriai等人的自动化搜索算法为基础,采用包珍珍等人提出的2种优化策略,对RECTANGLE-80版本进行相关密钥差分分析。我们对最窄点处的密钥状态差分进行限制,使最窄点密钥状态差分的汉明重量取值范围分别属于区间[1,1],[1,2],[1,3],[1,4],[1,5]五种情况,目的是求得此五种情况下前9轮相关密钥差分最大概率及其对应的路径。我们获得了此5种情况前8轮的最大概率及其对应的路径,前2种情况9轮最大概率及其对应路径和后3种情况9轮最大概率的上界。以上5种情况的结果显示,当取值范围属于后三种情况时,前8轮的最大概率是相同的,由此说明随着取值范围的扩大,最大概率趋向稳定。当最窄点密钥状态差分的汉明重量取值范围属于[1,1]或[1,2]时,9轮的最大概率为2–42。当取值范围分别是[1,3],[1,4]和[1,5]时, 9轮最大概率的上界分别是2–41, 2–37, 2–34。我们预测9轮最大概率的上界是2–41,由此可以预测18轮的最大概率的上界是2–82,从而RECTANGLE-80可以抵抗相关密钥差分分析。这是目前RECTANGLE抵抗相关密钥密码分析安全性评估最好结果。

• 单位
  中国科学院信息工程研究所; 中国科学院大学; 信息安全国家重点实验室