25、KATAN 密码的密钥恢复攻击与相关技术研究

KATAN 密码的密钥恢复攻击与相关技术研究

在密码学领域，对 KATAN 系列密码的研究一直是热点。本文将深入探讨 KATAN32、KATAN48 和 KATAN64 密码的密钥恢复攻击相关内容，包括攻击方法、复杂度分析以及优化策略等。

1. KATAN32 密钥恢复攻击

在对 KATAN32 的攻击中，通过特定方法可以恢复部分密钥。具体来说，能够恢复最后 14 轮的所有子密钥 k222 - k249 以及最后 15 和 16 轮子密钥的一部分 k218 和 k220。判断攻击成功的标准是：最后 16 位密钥最多只有 1 位猜错，第二组 16 位密钥最多有 3 位猜错。密钥恢复攻击的截止阈值参数为 c1 = 10，c2 = 400。在 100 次试验中，攻击成功 67 次，成功率为 67%。

对攻击的数据和时间复杂度进行分析：
- 数据复杂度 ：每次攻击平均为 215.7。
- 时间复杂度 ：100 次试验的平均时间为 1811.7 秒。在特定硬件（Intel Xeon 6226R@2.90 Ghz，Nvidia GeForce RTX3090）上，加密 210 个 125 轮 KATAN32 需要 1.95 秒。经计算，时间复杂度约为 219.9。

2. KATAN48 和 KATAN64 密钥恢复攻击

KATAN48 和 KATAN64 的密钥恢复过程与 KATAN32 类似，下面分别介绍。

2.1 106 轮 KATAN48 实际密钥恢复攻击

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