47、相关密钥差分特征的自动搜索

相关密钥差分特征的自动搜索

在密码分析领域，相关密钥差分特征的自动搜索是一项重要的研究内容。本文将围绕这一主题，详细介绍相关概念、方法以及对几种常见密码算法的分析。

标准差分特征与开放密钥攻击

在生成标准差分特征时，需要确定活动字节的精确值。工具预测的特征概率可能与实际标准特征的概率有所不同，实际标准特征的概率可能更低，因为工具假设所有活动S盒都以最大差分概率保持，而实际情况中部分S盒可能以较低概率保持。

开放密钥攻击为攻击者提供了了解甚至选择密钥的自由，但攻击者需要证明密码具有与理想密码不同的非平凡属性。其动机在于密码常作为其他密码原语（如哈希函数）的构建块，攻击者在这些场景中有选择所有输入参数的自由。

对于相关密钥差分特征，我们可以采用分治法。具体步骤如下：
1. 先找到仅在密钥中遵循差分特征的良好密钥对。
2. 确定子密钥后，找到在状态中遵循差分特征的良好明文对。

这种方法将整个特征分为密钥和状态两部分，并且可以将它们的概率相加，而非相乘。在（秘密）相关密钥特征不存在的情况下，我们可以对全轮密码发动选择相关密钥差分攻击。然而，证明密码对选择相关密钥差分攻击的抗性仍是一个开放问题，因为难以估计这些特征权重的上限，不同攻击方法可免费覆盖的轮数不同。

AES算法分析

AES是一种SPN密码，由NIST于2001年11月将Rijndael的128位块版本标准化为高级加密标准。它支持128、192和256位三种密钥大小，分别记为AES - 128、AES - 192和AES - 256。

AES的子密钥依次生成，但密钥调度中的列异或操作会导致大量分支，因此我们使