对Sosemanuk算法改进的猜测决定攻击

Sosemanuk算法是欧洲eSTREAM计划最终获选的七个算法之一。从比特层面对该算法进行剖析,通过对Serpent1组件S盒、模232加法和线性反馈移位寄存器的研究,找到了关于内部状态的一个方程组,并利用Groebner基方法改进了对Sosemanuk算法基于字的猜测决定攻击。结果表明只需要猜测7个32比特的字就可以完全确定出其余5个32比特的内部状态,其攻击的复杂度为O(2192)。

流密码Sosemanuk的区分攻击

作为eSTREAM计划的7个最终获选算法之一,Sosemanuk至今未见有效的攻击算法.针对流密码Sosemanuk的线性弱点,利用线性掩码技术比特异或代替模加和Trans函数运算,把非线性函数转化为线性函数,依据线性逼近建立区分器;设计了一种基于Sosemanuk中有限状态机(FSM)和Serpent1线性特征的区分攻击.结果表明,需要2221bit就能将流密码Sosemanuk的密钥流序列从随机序列中区分出来.

针对SOSEMANUK的猜测-确定攻击

通过分析流密码算法SOSEMANUK的一个设计弱点,提出一种针对SOSEMANUK密钥流生成器的猜测-确定攻击。该攻击只需要猜测7个32 bit内部状态变量,就可以确定唯一的12个状态变量,攻击算法只需要6个密钥字且计算复杂度为O(2196)。攻击结果表明,该设计存在安全漏洞,SOSEMANUK抗猜测-确定攻击的计算复杂度远低于O(2256)。

基于故障信息的SOSEMANUK猜测确定攻击

针对SOSEMANUK流密码已有攻击方法复杂度过高的不足,提出并讨论了一种基于故障信息的猜测确定攻击方法.首先利用代数方法构建密码在比特层面的等效代数方程组,然后向密码注入随机单字故障,在深入分析故障传播特征的基础上,将故障信息表示成代数方程组并猜测密码部分内部状态,使用CryptoMinisat解析器求解代数方程组恢复密码初始内部状态.实验结果表明:对密码首轮加密进行攻击,恢复密码全部初始内部状态所需的故障注入次数为20次,计算复杂度为O(296),对密码前两轮加密进行攻击,无须猜测密码内部状态,仅注入10个单字故障即可恢复密码全部初始内部状态.与已有结果相比,新方法攻击复杂度显著降低.