16轮Blow-CAST-Fish的弱密钥攻击

Blow-CAST-Fish的轮函数F由作为算法子密钥的四个S盒构成。如果S盒产生碰撞,则可构造F函数的输入差分为非零、输出差分为零的差分特征,进而对算法进行差分分析以获取其他子密钥。研究单个S盒的碰撞,构造F函数的差分特征,并测试使特征成立的弱密钥比例,给出了特征概率为2-49,弱密钥比例为2-52.4的14轮差分特征,并以此为基础,攻击16轮Blow-CAST-Fish。

低轮Blow-CAST-Fish算法的差分攻击

对作为Blow-CAST-Fish算法子密钥的4个S盒的碰撞性进行分析,构造输入差分为非零、输出差分为零的轮函数F的差分特征,通过对算法进行差分分析,获取相关子密钥,并测试使特征成立的弱密钥概率。在此基础上,成功利用特征概率为2-61、弱密钥概率为2-12的6轮差分特征攻击8轮Blow-CAST-Fish算法。

基于差分表的Blow-CAST-Fish算法的密钥恢复攻击

针对Blow-CAST-Fish算法攻击轮数有限和复杂度高等问题,提出一种基于差分表的Blow-CAST-Fish算法的密钥恢复攻击。首先,对S盒的碰撞性进行分析,分别基于两个S盒和单个S盒的碰撞,构造6轮和12轮差分特征;然后,计算轮函数f_(3)的差分表,并在特定差分特征的基础上扩充3轮,从而确定密文差分与f_(3)的输入、输出差分的关系;最后,选取符合条件的明文进行加密,根据密文差分计算f_(3)的输入、输出差分值,并查寻差分表找到对应的输入、输出对,从而获取子密钥。在两个S盒碰撞的情况下,所提攻击实现了9轮Blow-CAST-Fish算法的差分攻击,比对比攻击多1轮,时间复杂度由2^(107.9)降低到2^(74);而在单个S盒碰撞的情况下,所提攻击实现了15轮Blow-CAST-Fish算法的差分攻击,与对比攻击相比,虽然攻击轮数减少了1轮,但弱密钥比例由2^(-52.4)提高到2^(-42),数据复杂度由2^(54)降低到2^(47)。测试结果表明,在相同差分特征基础上,基于差分表的攻击的攻击效率更高。