陈伟建，罗皓翔

LiCi密码的差分故障攻击

陈伟建1，罗皓翔2

（1. 电子科技大学信息与通信工程学院，四川 成都 611731；2. 电子科技大学格拉斯哥学院，四川 成都 611731）

LiCi轻量级分组密码算法是2017年提出的一种新型密码算法，其具有结构微小、消耗能量少等优点，适用于物联网等资源受限的环境。在LiCi的设计文档中，对该算法抵御差分攻击和线性攻击的能力进行了分析，但LiCi算法对于差分故障攻击的抵抗能力尚未得到讨论。针对LiCi算法每轮迭代的移位规律，在第31轮迭代时的左半侧多次注入单比特故障，结合其差分性质，可以恢复32 bit长度的轮密钥。根据LiCi算法的密钥编排方案，再对第30、29、28、27、26轮迭代进行同样的差分故障攻击，最终可以恢复全部原始密钥。该攻击共需要48个单比特故障，计算复杂度为232，说明LiCi算法难以抵抗差分故障攻击。

LiCi密码；轻量级分组密码；差分故障攻击；故障模型

1 引言

轻量级分组密码算法因其结构较为简单、加解密速度快、消耗计算资源较少且利于软硬件实现等特点，被广泛应用在物联网终端中，如RFID、无线传感器网络（WSN）、智能卡等计算资源受限的终端设备。针对这些设备信息安全保护、传输的需求，众多学者提出了许多低成本、低能耗的轻量级密码算法，如HIGHT[1]、PRESENT[2]、GIFT[3]、SPECK[4]、SMS4[5]等，这些算法具有扩散快速、加解密一致、易于实现等特点。

2017年，Patil等[6]提出了一种新的轻量级分组密码算法LiCi。该算法采用了平衡Feistel结构，在LiCi算法的单轮加密结构中，S盒可以影响到左右两支，相比于普通的Feistel结构分组密码算法具有更快的扩散性，能够在较少的轮运算下产生数目最多的活跃S盒。……