李瑞林，胡娇，唐朝京



卫星电话GMR-2流密码算法碰撞特性分析

李瑞林，胡娇，唐朝京

（国防科技大学电子科学学院，湖南 长沙 410073）

研究了卫星电话GMR-2流密码算法的碰撞特性，以算法的组件为桥梁，通过分析密钥差分与算法组件输出碰撞以及组件输出碰撞与密钥流字节碰撞之间的联系，最终得到密钥差分与密钥流碰撞之间的关系。研究表明，对于相同的帧号，当密钥对只在某一个字节上有差分，且差分的前4 bit与后4 bit相等时，该密钥对将以高概率使密钥流发生碰撞。实验结果显示，密钥流碰撞概率为2−8.248，远远高于理想碰撞概率2−120。这再次证明了GMR-2加密算法存在较大的安全隐患。

卫星电话；流密码；GMR-2；碰撞分析

1 引言

伴随着2G、3G和4G技术的快速发展，移动通信已经十分普遍，但在某些偏远地区如沙漠地带、海洋、高山等，仍然难以构建完整的移动蜂窝网络。卫星移动通信的出现很好地弥补了陆地蜂窝网络通信的缺点，能够在某些极端环境下提供可靠的通信。随着军民融合卫星移动通信系统的建设[1]，中国正式迈入卫星移动通信的“手机时代”[2]。

在传统的蜂窝移动通信中，为实现安全通信，人们往往采用加密算法来抵御各种窃听风险。比较著名的密码算法包括A5、SNOW和ZUC等，人们对这些算法进行了深入的安全性评估[3~11]。随着卫星移动通信的发展，卫星电话所采用的加密机制的可靠性也备受关注。目前，国际上常用的卫星通信标准主要由国际标准组织ETSI提出，包括GMR-1和GMR-2。但ETSI官方发布的GMR标准并未公开相关密码算法的具体信息，无法对其安全性进行评估。……