邱雪影, 韦永壮,2, 李灵琛,2

(1.桂林电子科技大学 计算机与信息安全学院,广西 桂林 541004;2.密码科学技术国家重点实验室, 北京 100878)

轻量级分组密码在许多资源受限的情境下(比如存储空间、功耗、计算能力等受限)具有特别重要的应用价值。轻量级分组密码算法的实用性设计和自动化分析一直是业界讨论的热点问题。目前国际上公开的一系列轻量级分组密码算法包括Midori[1]、Piccolo[2]、MIBS[3]、Height[4]、LED[5]、LBLOCK[6]等。这些算法不但能在资源受限的终端设备快速稳定运行,而且具有占用芯片面积小,消耗能耗低,存储资源少及安全性刻画清晰等优点,备受业界青睐。

轻量级分组密码的分析技术与设计技术相伴而生,相互促进和发展。积分密码分析是度量轻量级分组密码安全性的重要手段,最早由Kundsen等在文献[7-9]中讨论。随后,Z’aba等[10]在2008年快速加密软件国际会议上提出了比特级模式的积分攻击,使得积分分析方法趋于完善。2016年Xiang等[11-14]将混合整数线性规划(MILP)的思想结合可分性概念,并实际运用于积分分析。该工作还针对6个轻量级密码算法进行模型构建,由此产生一系列的线性不等式。随后,通过利用Gurobi求解器搜索,捕获新的积分区分器。此外,在2013年信息安全应用国际会议上,轻量级分组密码算法LEA[15]被提出,其采用4分支的Feistel结构,且内嵌ARX运算,具有实现速度快,适合各种软硬件实现等优点,备受广泛关注。2016年Sun等[16-17]使用模加运算的迭代表示构造比特级可分性的模加运算模型,并给出了LEA算法的一个8轮区分器。……