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基于流密码>构建安全快速的键推导功能
摘要 - 为了保护电子数据，由称为钥匙推导功能的标准函数生成的伪随机密码键起重要作用。该功能的输入称为初始键合材料，例如密码，共享秘密键和非随机字符串。关键推导功能的现有标准安全函数基于流密码，块密码和哈希功能。最新的安全和快速设计是基于流密封的键推导功能（SCKDF 2）。基于流密码，块密码和哈希函数的密钥推导功能的安全级别相等。但是，与其他两个函数相比，基于流密码的密钥推导函数的执行时间更快。本文提出了基于流密码的密钥推导函数的改进设计，即i -sckdf 2。我们使用Trivium模拟了提出的I -SCKDF 2的实例。结果，与现有的SCKDF 2相比，i -sckdf 2的执行时间较低。结果表明，i -sckdf 2生成n -bit加密密钥的执行时间比SCKDF 2低50％。i -sckdf 2的安全性通过了Dieharder测试工具中的所有安全测试。已证明提出的I -sckdf 2是安全的，并且与SCKDF 2相比，模拟时间更快。
对分组密码的实用量子差分攻击
摘要：差分攻击是分组密码的一种基本密码分析方法，利用输入和输出差分之间的高概率关系。现有的分组密码量子差分密码分析工作主要集中在基于经典计算机上构建的现有关系来估计恢复最后一轮子密钥的资源。为了利用量子计算机找到这种关系，我们提出了一种利用量子计算机搜索高概率差分和不可能差分特征的方法。该方法利用量子比特的叠加同时探索所有可能的输入和输出差分对。利用所提方法设计量子电路来搜索玩具密码 smallGIFT 的差分特征。基于分支定界的方法来验证利用所提方法获得的差分和不可能差分特征。
轻量级分组密码的量子搜索：GIFT、SKINNY......
N ）在给定足够数量的明文-密文对的情况下搜索大小为 N 的密钥空间。Jaques 等人 (EUROCRYPT 2020) 的最新成果展示了在 NIST 的 PQC 标准化过程中定义的不同安全类别下针对 AES 的量子密钥搜索攻击的成本估算。在这项工作中，我们将他们的方法扩展到轻量级分组密码，以估算在电路深度限制下量子密钥搜索攻击的成本。我们给出了轻量级分组密码 GIFT、SKINNY 和 SATURNIN 的量子电路。在 NIST 的最大深度约束下，我们给出了门数和深度乘以宽度成本指标的总体成本。我们还为所有版本的 GIFT、SKINNY 和 SATURNIN 提供了完整的 Grover 预言机的 Q# 实现，用于单元测试和自动资源估算。