6、基于SAT攻击评估SHA - 3竞赛决赛入围算法的安全裕度

基于SAT攻击评估SHA - 3竞赛决赛入围算法的安全裕度

1. SAT求解器在密码分析中的应用

SAT求解器在密码分析领域有着广泛的应用。早期，Massacci等人将SAT求解器用于DES密钥搜索以及伪造RSA签名等。之后，Courtois和Pieprzyk提出将代数密码分析编码为SAT问题的方法，Soos等人提议用特殊的代数程序增强SAT求解器，Mironov和Zhang展示了SAT求解器在对SHA - 1的非自动攻击部分的应用。

在本次研究中，我们利用基于SAT的攻击方法来评估256位变体SHA - 3竞赛决赛入围算法的安全裕度，并与当前标准，特别是SHA - 256进行比较。同时，我们也使用了自己开发的工具包，该工具包结合了现有工具和新开发的部分，可用于对哈希函数、分组密码或流密码等多种密码原语进行统一的攻击。

2. 基于SAT攻击的方法

2.1 CNF公式生成工具包

在使用SAT求解器攻击密码原语时，生成CNF（合取范式）公式是关键步骤。CNF是子句的合取，子句是文字的析取，文字是布尔变量或其否定。传统上，密码分析人员需要花费大量精力来生成最终的CNF，这通常涉及编写专门的程序，并使用最小化算法，如Karnaugh图、Quine - McCluskey算法或Espresso算法。

为了简化这一过程，我们开发了一个新的工具包，主要由两个应用程序组成：
- Quartus II ：Altera发布的用于HDL（硬件描述语言）设计分析和综合的软件工具，我们使用免费的Quartus II Web Edition。
- 自定义转换器 </