刘正斌

PRINCE密码算法的差分−线性分析

刘正斌

（保密通信重点实验室，四川 成都 610041）

PRINCE是一个低时延轻量级分组密码算法，广泛应用于各种资源受限设备。PRINCE使用FX结构，其核心部件是PRINCEcore。差分−线性分析是一种经典分析方法，它将差分分析和线性分析结合起来，使用短的高概率差分特征和线性特征来攻击密码算法。研究了PRINCEcore的差分−线性分析，使用2轮差分−线性区分器攻击4轮PRINCEcore，需要26个选择明文，时间复杂度为214.58次4轮加密。对于6轮和7轮PRINCEcore的差分−线性分析，数据复杂度分别为212.84和229.02个选择明文，时间复杂度分别为225.58和241.53。

轻量级分组密码；PRINCE；差分−线性分析

1 引言

PRINCE算法[1]是Borgho等在ASIACRYPT2012年会上提出的轻量级分组密码，它具有非常低的硬件实现代价，可以广泛应用于各种资源受限环境。PRINCE算法的重要特性是时延非常低，它能够在一个时钟周期内完成一次加密或解密运算，是专门为低时延应用而设计的分组密码。

PRINCE算法采用FX结构[2]，由一个核心算法PRINCEcore和两个白化密钥组成，其安全性主要依赖于PRINCEcore的安全性。PRINCEcore是一个SPN型分组密码，它采用对称结构，具有加解密相似性，将加密密钥异或常数α，使用该密钥进行加密即可实现解密过程（α反射性质）。

自PRINCE算法被提出以后，其就受到了密码学界和工业界的广泛关注，目前学术界发表了许多分析PRINCE算法安全性的文章。在FSE 2013年会上，Jean等[3]首次给出了对PRINCE算法的第三方分析结果，他们提出了对约减轮数的PRINCE版本的积分攻击以及对PRINCE全轮的相关密钥攻击和时间−存储−数据折中攻击。……