基于不可能差分的SHA3-512约减轮区分攻击

• 作者: 丁瑶玲 李璐 贾珂婷
• 来源期刊: 密码学报
• 学科: 工学
• 关键词: Keccak SHA3 不可能差分 区分攻击
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 页码范围: 545-557
• 页数: 13页
• 分类号: TP309.7
• 字数: 5616字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13868/j.cnki.jcr.000206

摘要

Keccak算法是一族具有海绵结构的杂凑函数,由Bertoni等人设计,是SHA3标准征集活动的最终获选算法.对该算法的分析主要分为三类,分别是对约减轮压缩函数的分析、对消息认证码和认证加密方案的分析以及对置换函数的区分攻击.本文研究了Keccak算法的不可能差分性质,给出了基于不可能差分特征的区分攻击方法.我们发现在轮函数运算过程中,位于同一列的两比特在经过线性层 θ 时异或值保持不变,基于此性质我们构造了4轮置换函数的不可能差分特征.考虑到不同版本中消息和摘要的长度各不相同,并且会影响输入输出差分的选择,我们筛选出了符合SHA3-512版本约束条件的不可能差分特征.最后,利用在非线性层 χ 的逆运算中,当输入值满足一定条件时,某些比特的输出差分与输入差分相等这一性质,我们给出了4轮SHA3-512不可能差分区分攻击.当数据量达到28.21个消息时,将SHA3-512与随机函数区分开的成功率达到99％,对应的时间复杂度为28.21次压缩.我们以SHA-512作为随机函数,实验验证了上述理论结果.同等轮数下,我们的攻击复杂度优于其他方法.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李璐	山东大学密码技术与信息安全教育部重点实验室	21	51	5.0	6.0
2	丁瑶玲	清华大学计算机科学与技术系	1	3	1.0	1.0
3	贾珂婷	清华大学计算机科学与技术系	2	3	1.0	1.0