Midori算法抗故障攻击安全性评估??

• 作者: 吴礼发 张帆 李文 楼潇轩 王艺迪 赵新杰 郭世泽
• 来源期刊: 密码学报
• 学科: 工学
• 关键词: 轻量级分组密码 Midori 差分故障分析 代数故障分析 安全性评估
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 页码范围: 58-78
• 页数: 21页
• 分类号: TP309.7
• 字数: 13131字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13868/j.cnki.jcr.000163

摘要

Midori是ASIACRYPT 2015上提出的一种轻量级分组密码算法,密钥长度为128-bit,分组长度为64/128-bit,分别对应Midori64和Midori128,可被用于保护物联网设备安全.对Midori算法抗故障分析安全性进行了评估.首先,基于信息论通过分析故障传播路径,对故障注入后的Midori密钥剩余熵进行了理论估计.结果表明:基于第R–3轮半字节和字节模型,1次故障注入可分别将Midori64、Midori128密钥剩余熵大约降低到68.47-bit、8.03-bit,但对倒数第2轮、第3轮故障分析复杂度较高,多次故障注入分析可解决该问题.然后,利用差分故障分析方法,对故障注入后的Midori密钥剩余熵进行了实际验证.结果表明:3次随机半字节、2次随机字节故障可分别将Midori64、Midori128的密钥剩余熵降低至8.10-bit和0-bit.最后,利用Midori代数方程简单特点,将代数分析引入到故障分析中,利用代数故障分析方法优化了Midori差分故障分析结果.结果表明:代数故障分析可将Midori64故障攻击扩展到复杂故障模型,基于第R–3轮字节故障模型、R–4轮半字节故障模型,可分别使用4次、10次故障注入恢复Midori64完整密钥;代数故障分析可以降低Midori128攻击复杂度,基于第R–3轮字节故障模型,1次故障注入在94%的情况下可将Midori128密钥熵降低至16-bit以内.因此,必须对Midori算法倒数5轮进行故障攻击防护.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张帆	浙江大学信息与电子工程学院	103	1492	21.0	37.0
3	李文	北京科技大学计算机与通信工程学院	24	131	5.0	11.0
4	吴礼发		3	12	3.0	3.0
5	赵新杰	解放军外国语学院指挥系	15	50	4.0	6.0
9	王艺迪		1	5	1.0	1.0
12	郭世泽		2	5	1.0	2.0