摘要：Keccak算法是一族具有海绵结构的杂凑函数,由Bertoni等人设计,是SHA3标准征集活动的最终获选算法,对该算法的分析主要分为三类,分别是对约减轮压缩函数的分析、对消息认证码和认证加密方案的分析以及对置换函数的区分攻击.本文研究了Keccak算法的不可能差分性质,给出了基于不可能差分特征的区分攻击方法.我们发现在轮函数运算过程中,位于同一列的两比特在经过线性层θ时异或值保持不变,基于此性质我们构造了4轮置换函数的不可能差分特征.考虑到不同版本中消息和摘要的长度各不相同,并且会影响输入输出差分的选择,我们筛选出了符合SHA3-512版本约束条件的不可能差分特征.最后,利用在非线性层χ的逆运算中,当输入值满足一定条件时,某些比特的输出差分与输入差分相等这一性质,我们给出了4轮SHA3-512不可能差分区分攻击.当数据量达到2^(8.21)个消息时,将SHA3-512与随机函数区分开的成功率达到99%,对应的时间复杂度为2^(8.21)次压缩.我们以SHA-512作为随机函数,实验验证了上述理论结果.同等轮数下,我们的攻击复杂度优于其他方法.

摘要：侧信道分析技术经过20多年的发展,凭借其强大的分析能力及广阔的应用范围,业已成为密码学界研究的热点.而相关能量分析技术则是侧信道分析领域最常用也是最有效的分析方式.本文针对相关能量分析方法无法确认出错的子密钥位置的缺陷,设计了一种后向检错方案,以AES算法为例对算法流程进行了介绍.本方案利用AES算法列混合输出处的能量波形与对应中间值汉明重量的线性关系,通过计算此相关系数,划定阈值的方式,以达到判别出错的密钥字节所在的列混合位置,减小搜索空间的效果,并在密钥枚举过程中,对当前候选子密钥的正确性做出判断,最终构建了一种能够将四个列混合分而治之,四组子密钥分别恢复的密钥搜索方式.实验证明,即使单个字节密钥猜测准确率下降到70%,传统相关能量分析方法几乎无法恢复密钥时,后向检错方案仍能达到60%以上的成功率,成功地将达到相同成功率的波形条数需求减少了30%.