Grain-v1快速相关攻击的改进

作者：张英杰; 胡磊; 史丹萍; 王鹏; 孙思维^*; 魏荣

来源：密码学报, 2020, 7(06): 812-825.

DOI：10.13868/j.cnki.jcr.000408

• Grain-v1
• 基于LFSR的流密码
• 快速相关攻击
• 基于MILP的线性分析

快速相关攻击(FCA)是对基于LFSR结构的流密码算法的主流攻击方法之一. Todo等人在2018年美密会提出了基于LFSR结构的流密码算法的一种新性质,并进一步指出基于Grain结构的流密码算法存在多个高相关度的线性逼近.利用这两个发现,他们从线性分析的角度改进了对基于Grain结构的流密码算法的快速相关攻击,并成功地攻击了Grain-128a, Grain-128以及Grain-v1.本文首先以一种便于理解的方式回顾了Todo等人提出的快速相关攻击方法.之后,我们基于NFSR的状态更新函数改进了基于混合整数线性规划(MILP)搜索校验等式的方法.我们利用改进后的方法搜到了Grain-v1的新的检验等式,与Todo等人的结果相比,新的检验等式对应更多高相关度掩码,可将FCA的时间和数据复杂度由276.6935和275.1085降低为275.6724和274.0875.

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