AES的差分-代数攻击研究

摘要

自从Rijndael在2000年被确定为高级加密标准AES之后，AES的研究一直是个热点，AES的各个方面都被进行了研究以期望能攻破AES，但始终没有找到合适的攻击方法对完整的AES产生威胁。近年来，有种新的可以攻击分组密码的攻击方法被提出，那就是差分-代数攻击。这是一种将差分分析和代数攻击相结合的新方法。 本文给出了AES被评选的过程，对AES的研究现状进行了介绍，同时对AES的设计原理进行了详细的介绍，给出了分组密码的六种攻击方法强力攻击、功耗分析、差分分析、线性分析、Square攻击和代数攻击的介绍，总结出目前还没有有效的攻击方法能实现对完整版本AES的攻击，得出还需要挖掘新的攻击思路和方法的结论。 然后介绍了差分-代数攻击的原理，并详细给出了如何利用AES算法的特性来进行差分-代数攻击，并给出了AES差分特征的寻找方法和差分-代数攻击对AES的详细分析过程。 最后详细给出了5轮AES-256的差分-代数攻击的实现过程，并在5轮AES-256的差分-代数攻击的基础之上，并给出了6轮AES-256的差分-代数攻击过程，得到的结果比穷举攻击更有效。并且对5轮和6轮的攻击都给出了攻击复杂度、攻击的信噪比和成功率。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1现代分组密码技术

1.2 AES的评选过程

1.3 AES的密码分析现状

1.4本文的结构安排

第二章AES算法设计原理及分组密码攻击方法

2.1 AES算法的数学基础及运算法则

2.1.1字节运算

2.1.2字向量运算

2.2 AES算法设计原理

2.2.1 AES算法的加密流程

2.2.2 AES算法的轮变换

2.2.3 AES算法的密钥扩展

2.2.4.AES算法的设计原则

2.3分组密码的攻击方法

2.3.1强力攻击

2.3.2功耗分析

2.3.3差分分析

2.3.4线性分析

2.3.5 Square攻击

2.3.6代数攻击

2.4本章小结

第三章 AES的差分—代数攻击

3.1差分—代数攻击

3.1.1 S-box布尔函数的推导算法

3.1.2后s轮布尔函数的表示

3.1.3后s轮方程组的建立

3.1.4方程组的求解

3.2差分—代数攻击对AES的分析过程

3.2.1 AES算法的特性

3.2.2寻找AES算法的差分特征的方法

3.2.3 AES的差分—代数攻击过程

3.3本章小结

第四章AES-256的差分—代数攻击实现

4.1 5轮AES-256的差分—代数攻击实现

4.1.1 5轮AES-256的方程组的建立

4.1.2 5轮AES-256的方程组的求解

4.2 6轮AES-256的差分—代数攻击实现

4.3复杂度和信噪比

4.3.1 5轮AES-256的复杂度和信噪比

4.3.2 6轮AES-256的复杂度和信噪比

4.4本章小结

第五章结束语

参考文献

致 谢

攻读硕士期间主要研究成果