轻量级密码算法Piccolo的统计故障分析

摘要：

Piccolo算法是于2011年CHES会议上提出的一种轻量级分组密码算法,用于物联网环境中保护RFID、传感器、智能卡等电子设备的通信安全.目前国内外安全性分析研究集中在该算法的已知明文攻击和选择明文攻击,在攻击者能力最弱条件下的唯密文攻击尚无相关研究.文中提出了统计故障分析下Piccolo密码的安全性,即在唯密文条件下,使用SEI、HW、ML、GF、MAP、GF-SEI、GF-ML、ML-SEI、ML-MAP、MM-HW及MM-HW-ML等一系列区分器,恢复Piccolo密码的主密钥.实验结果表明,Piccolo算法不能抵御统计故障分析的攻击,文中提出的新型区分器ML-MAP、MM-HW和MM-HW-ML仅需164和262个故障,可以分别恢复出80比特和128比特主密钥,有效地减少了故障数,并提升了攻击效率.该结果为物联网环境中轻量级密码的安全设计与实现提供有价值的参考.

关键词：Piccolo;轻量级密码算法;密码分析;唯密文攻击;统计故障分析

所属期刊栏目：44

分类号：TP309(计算技术、计算机技术)

资助基金：本课题得到国家自然科学基金项目;国家密码发展基金项目;上海市自然科学基金;上海市可扩展计算与系统重点实验室开放课题、上海市信息安全综合管理技术研究重点实验室开放课题、中央高校基本科研业务费专项专项资金资助

在线出版日期：2021-10-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共18页

页码：2104-2121