24、密码分析与消息认证技术研究

密码分析与消息认证技术研究

在当今的信息时代，密码学在保障信息安全方面起着至关重要的作用。本文将围绕两方面的密码学研究展开，一是针对SNOW 3G的缓存时序攻击，二是提出一种用于短加密消息认证的高效新技术。

对SNOW 3G的缓存时序攻击

随着高级矢量扩展（AVX）技术的发展，位片实现能够很好地适应更宽的数据路径（w = 256）。在SNOW 3G的实现中，由于该密码将32位字拆分为字节进行S盒评估，有人可能会想用位片表示法来对齐这些单个字节的位，并运行四分之一的数据流。但存在两个难以实现的组件：模232加法和涉及α的线性映射，因此最终选择了前者表示法。

在攻击方面，研究人员开发了一种针对SNOW 3G的缓存时序攻击，该攻击遵循现有的攻击模型，相比之前的攻击有多处改进：
- 新的高效攻击 ：利用SNOW 3G中有限状态机（FSM）的特殊结构，提出了一种新的攻击方法，此方法也适用于目前正在ISO标准化审议中的K2。即使部署了针对Leander等人攻击的对策，该攻击仍然能够成功。
- 理论优势 ：与Leander等人的攻击不同，该攻击利用了从侧信道密钥流预言机获得的所有信息，能够进行更高效的攻击，在未知密钥流的情况下恢复FSM状态，并且需要观察的密码时钟明显更少。
- 实践效果 ：使用经验缓存时序数据进行攻击，能够以很高的概率恢复完整的密码状态，且几乎不需要计算量。

为了抵御时序攻击，研究人员还提出了SNOW 3G的位片实现，该实现也适用于SNOW 2.0。对于批量密钥流生成，与基于高速表的实现相比，该方法在不影响性能的情