作者：丁瑶玲; 李璐; 贾珂婷keccaksha3不可能差分区分攻击
摘要：Keccak算法是一族具有海绵结构的杂凑函数,由Bertoni等人设计,是SHA3标准征集活动的最终获选算法,对该算法的分析主要分为三类,分别是对约减轮压缩函数的分析、对消息认证码和认证加密方案的分析以及对置换函数的区分攻击.本文研究了Keccak算法的不可能差分性质,给出了基于不可能差分特征的区分攻击方法.我们发现在轮函数运算过程中,位于同一列的两比特在经过线性层θ时异或值保持不变,基于此性质我们构造了4轮置换函数的不可能差分特征.考虑到不同版本中消息和摘要的长度各不相同,并且会影响输入输出差分的选择,我们筛选出了符合SHA3-512版本约束条件的不可能差分特征.最后,利用在非线性层χ的逆运算中,当输入值满足一定条件时,某些比特的输出差分与输入差分相等这一性质,我们给出了4轮SHA3-512不可能差分区分攻击.当数据量达到28.21个消息时,将SHA3-512与随机函数区分开的成功率达到99%,对应的时间复杂度为28.21次压缩.我们以SHA-512作为随机函数,实验验证了上述理论结果.同等轮数下,我们的攻击复杂度优于其他方法.
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