Grain-128a认证机制的安全性分析

摘要：

Grain-128a 是一个基于序列密码的认证加密方案,泛杂凑函数是其认证部分的核心部件.之前的研究侧重于寻找其中序列密码的弱点.本文在假设序列密码是完美的基础上,以泛杂凑函数的弱密钥分析为切入点,研究Grain-128a的安全性.由于这一泛杂凑函数是一个简单的仿射函数,我们的研究表明其在 Grain-128a 中存在弱密钥集合,攻击者可以有效判定泛杂凑函数的密钥是否属于这一集合,如果密钥属于这一集合,攻击者可以进行概率为1的伪造攻击.同时,我们在弱密钥分析的基础上,进行密钥恢复攻击.假设处理的消息是l 比特,我们仅需要1次加密询问和不超过232+l?1次解密询问,就可以恢复泛杂凑函数 l+31比特的密钥,成功概率为1.更进一步,我们可以得到序列密码生成的几乎所有的密钥流,从而可以进行任意的伪造攻击,即对任意长度不超过l 比特的消息,伪造其密文及相应的鉴别码.本文最后分析了之所以能进行这些攻击的原因和防止攻击相应的措施.

关键词：Grain-128a、认证加密、泛杂凑函数、弱密钥分析

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分类号：TP309.7(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家重点基础研究发展项目 973计划2014CB340603;国家自然科学基金项目 61472415, 61272477 National Basic Research Program of China 973 Program2014CB340603;National Natural Science Foundation of China61472415, 61272477

在线出版日期：2018-03-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：94-100