分组密码FBC的差分分析
Differential analysis of block cipher FBC
刘端 1罗毅博 2贾珂婷 3张国艳 4邹光南 5尤启迪 6陈颖7
作者信息
- 1. 山东大学网络空间安全学院,青岛 266237;密码技术与信息安全教育部重点实验室,青岛 266237
- 2. 中国科学技术大学网络空间安全学院,合肥 230022;北京卫星信息工程研究所天地一体化信息技术国家重点实验室,北京 100086
- 3. 清华大学网络科学与网络空间研究院,北京 100084;中关村实验室,北京 100095
- 4. 山东大学网络空间安全学院,青岛 266237;密码技术与信息安全教育部重点实验室,青岛 266237;山东区块链研究院,济南 250101
- 5. 清华大学计算机系,北京 100084
- 6. 北京卫星信息工程研究所天地一体化信息技术国家重点实验室,北京 100086
- 7. 北京电子科技学院密码科学与技术系,北京 100070
- 折叠
摘要
FBC是一种轻量级分组密码算法,由于结构简单、软硬件实现灵活等优点成为2018年中国密码学会(CACR)举办的全国密码算法设计竞赛中晋级到第2轮的10个算法之一.FBC密码包含3个版本支持128和256两种比特长度的明文分组以及128和256两种比特长度的密钥,本文主要对分组长度128位的两个版本进行分析.我们基于SAT(Boolean satisfiability problem)模型对FBC的差分特征进行自动化搜索,得到了新的14轮差分路线,概率为2-102.25.基于此路线我们给出了18轮FBC128-128和20轮FBC128-256差分分析,并且在分析过程中给出了复杂度估计.对于18轮FBC128-128差分分析,时间复杂度和存储复杂度分别为2101.5和252.对于20轮FBC128-256差分分析时间复杂度和存储复杂度分别为2184和296.
Abstract
FBC is a lightweight block cipher algorithm with a simple structure and is flexible for implementation with hardware and software.It was one of the 10 algorithms that was promoted to the second round of the National Cryptographic Algorithm Design Competition held by the Chinese Cryptographic Association(CACR)in 2018.The block cipher FBC family includes three versions and supports 128-and 256-bit blocks and 128-and 256-bit keys.In this paper,we focus on the 128-bit versions.We develop a new 14-round differential path for FBC128-128 based on the SAT-based automatic search model,with a probability of 2-102.25.Based on this differential path,we perform differential cryptanalysis of 18-round FBC128-128 and 20-round FBC128-256 keys.The differential cryptanalysis of 18-round FBC128-128 costs the time complexity of 2101.5 and memory complexity of 252.For the differential analysis of 20-round FBC128-256,the time and memory complexities are 2184 and 296,respectively.
关键词
分组密码/差分分析/FBC算法/布尔可满足性问题Key words
block cipher/differential cryptanalysis/FBC/Boolean satisfiability problem引用本文复制引用
基金项目
国家重点研发计划(2022YFB2702804)
国家自然科学基金(62072270)
山东省重点研发计划(2020ZLYS09)
山东省重点研发计划(2019JZZY010133)
出版年
2024
NETL
NSTL
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