计算机应用

作者：林东东, 李曼曼, 陈少真

单位：1.信息工程大学 网络空间安全学院，郑州 450001；2.密码科学技术全国重点实验室（国家密码管理局），北京 100878

关键词：分组密码,混合整数线性规划,KATAN算法,条件差分分析,神经区分器

基金：河南省自然科学基金资助项目(232300421394)

针对KATAN48算法的安全性分析问题，提出了一种基于神经区分器的KATAN48算法条件差分分析方法。首先，研究了多输出差分神经区分器的基本原理，并将它应用于KATAN48算法，根据KATAN48算法的数据格式调整了深度残差神经网络的输入格式和超参数；其次，建立了KATAN48算法的混合整数线性规划（MILP）模型，并用该模型搜索了前加差分路径及相应的约束条件；最后，利用多输出差分神经区分器，至多给出了80轮KATAN48算法的实际密钥恢复攻击结果。实验结果表明，在单密钥下，KATAN48算法的实际攻击的轮数提高了10轮，可恢复的密钥比特数增加了22比特，数据复杂度和时间复杂度分别由234和234降至216.39和219.68。可见，相较于前人单密钥下的实际攻击，所提方法能够有效增加攻击轮数和可恢复的密钥比特数，同时降低攻击的计算复杂度。

来源：2023年第8期

《计算机应用》期刊编辑部

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