赵新杰, 郭世泽, 王 韬, 张 帆

（1.军械工程学院计算机工程系,河北石家庄 050003;2.北方电子设备研究所,北京 100083;3.康涅狄格大学计算机科学与工程系,斯托斯康涅狄格州 06269）

0 引言

早在2008年美密会的Rump Session讨论中[1],Dinur和Shamir在高阶差分分析[2]基础上,提出了一种新的密码分析方法——立方体攻击（Cube Attack）,并声称只要密码算法的一个密文比特能够用公开变量和密钥相关变量的低次多元多项式表示,立方体攻击就能够攻破此密码算法。此外,立方体攻击的一大亮点是可在黑盒攻击场景下成功实施,即适用于密码算法未知情况下。目前,立方体攻击在流密码分析中卓有成效,已经对低轮的Trivium[3]、MD6[4]密码,甚至全轮Hitag2[5]、Grain-128[6]密码进行了成功分析。在分组密码Cube分析中,分组密码的多项式次数和项数随着轮数的延伸呈指数级增长,多项式的存储和表示十分困难。因此在传统密码分析场景下,立方体攻击仅对约简轮的分组密码分析有效,攻击遇到了NP-完全问题的瓶颈。

随着电子信息技术和普适计算的发展,RFID标签和无线传感器网络深入到人们生活的方方面面,如何在此类资源受限的环境下提供信息安全保障成为尚待解决的问题。轻量级密码算法正是在这种趋势上发展起来的,这些算法都要求在2000个门电路内硬件实现,特别适用于RFID标签等轻量级密码设备的加密需要。由于轻量级密码算法结构设计相对比较简单紧凑,中间状态的多项式复杂度较低,且轻量级的实现防护措施较少,极易遭受旁路立方体攻击的威胁。……