46、密码分析与差分概率研究

密码分析与差分概率研究

1. Hummingbird - 1 密码分析

Hummingbird - 1 是一种 256 位认证加密原语，对其进行密钥恢复攻击具有重要意义。以下将详细介绍攻击方法及相关结论。
- 攻击方法
- 四重测试 ：涉及四次（逆）E 调用，通过增加方程中的参数 z 并执行更多选择明文查询，可获取更多四重组合。
- 分阶段攻击 ：攻击分四个阶段进行，逐个攻击 64 位子密钥。主要基于字的高位差分，且该攻击不受主要非线性组件 E 密钥置换设计的影响。
- 攻击 K(2) ：在恢复 K(1)、K(3) 和 K(4) 后，仅剩下 64 位未知密钥材料。可通过简单的已知明文穷举搜索来恢复 K(2)。
- 攻击实现
- 平台与代码 ：攻击在 Linux 平台上使用 C 语言实现。演示代码针对具有四个 24 位子密钥的变体进行攻击，总有效密钥大小为 96 位。
- 执行时间 ：在 Intel Core 2 Duo 3.16 GHz 上，通常需要 15 - 20 秒即可找到正确的 96 位密钥。
- 安全性评估
- E 函数安全性 ：E 函数的扩散特性不理想，其安全性可能远低于 264。例如，16 位子密钥 K(i)4 仅影响 S - 盒层的两次调用和单比特线性扩散层，单个比特的变化不一定会