摘要。在2019年加密货币上,A。Gohr通过将深度学习应用于现代块密码密码分析,引入了神经差异加密分析。令人惊讶的是,由此产生的神经差分区分使11发斑点的新最新键恢复复杂性。根据Google Scholar的说法,截至2024年5月,GOHR的文章被引用了178次。出现在这些后续作品中的各种目标,技术,设置和评估方法学授予了我们在本文中提供的知识系统化。更具体地说,我们提出了这178个出版物的分类法,并专注于涉及差异神经区分器的50个,以系统地审查和比较它们。然后,我们讨论该领域的两个挑战,即神经区分和缩放的可比性。
美国国家安全局《No Such Podcast》第 4 集“美国国家安全局的女性:密码制定者和破译者”文字记录 [音乐] [Jen]:密码学已有数千年历史。如果你有理由把它写下来,那么你就有理由把它保密。[Amy]:我们编写密码来保护美国政府通信不被那些想要监听的人窃听。我们还会破译对手使用的密码,并拦截他们的通信。[Jen]:自美国建国以来,女性就开始涉足密码学,可以追溯到独立战争时期。其中最主要的是伊丽莎白·史密斯·弗里德曼。在纸笔密码分析方面,她两次破解了德国密码机 Enigma 的线路。[音乐 - 介绍] [Christy]:欢迎收听美国国家安全局《No Such Podcast》。我是主持人之一,Christy,和我一起主持节目的还有我的联合主持人[John]:约翰。 [克里斯蒂]:今天,我们来谈谈密码学,以及美国国家安全局制定和破译密码的历史,重点关注那些多年来一直保护国家安全的女性。今天,我们邀请到了美国国家密码博物馆的教育主任珍妮。艾米是美国国家安全局密码分析部门的负责人。欢迎大家,感谢你们的到来。[艾米]:感谢你们的邀请。[珍妮]:谢谢。[克里斯蒂]:珍妮,我想先介绍一下背景,可以吗?[珍妮]:我从 1986 年开始在国家安全局工作。其中 25 年,我在国家密码博物馆工作,重点关注那些参与密码学研究的女性。[克里斯蒂]:太棒了,艾米。[艾米]:大家好,我在国家安全局工作了 20 多年。我最初是一名数学家,从那时起,我就一直是这里数学界的一员。 [Christy]:好的,艾米,我们先从你开始。什么是密码学?[Amy]:密码学是一种保护通信安全的做法,这样其他人就无法读取它们。这是通过制作代码和密钥来实现的。因此,代码是一种将原始信息更改为另一种格式的方法,除非您拥有正确的信息,否则无法解码。
人们期待量子计算机在密码分析 [1-3]、物理学 [4-6] 和化学 [7-9] 等各种应用领域中的表现都超越传统计算机。量子计算机优势的另一方面在于其易受噪声影响。因此,要想从量子计算机中获益,就必须设计一种有效的协议来检查量子计算机是否输出了正确的答案,这项任务称为量子计算验证 [10-12]。人们可能认为,如果能够创建足够数量的量子比特来进行量子纠错 [13],验证协议就毫无用处了;然而,事实并非如此,因为仍然需要检查已实施的量子纠错方案是否有效。多个小规模实验 [14-17] 已经证明了可验证量子信息处理的实现取得了进展。
这有时称为风险登记册,是已确定的每种风险的全面,组织良好的清单,以及为了降低或管理风险所采取的任何措施。风险评估还应确定应利用较高的价值和/或更高的风险资产,这些资产应利用量子修复。企业在识别,评估和事先进行补救工作以保护其数据免受密码分析违规和妥协的措施。就像Y2K的行动呼吁一样,Y2Q(Quantum年)所需的更改在业务基础设施的结构上很深。跨业务流程替换加密方法是一项复杂的努力,需要一致的技术和变革性运动。在这个转折点之前,企业必须立即开始确保对量子处理带来的威胁有抵抗力。
我们将涵盖古典和现代密码学和密码分析。古典系统,包括替代密码,仿射密码,Vig´enere密码和Feistel Ciphers,使用基本数学来构建;攻击和解密的分析还使用基本数学,包括概率和统计的某些方面。des(数据加密标准),基于经典方法,并由AES取代(高级加密标准)。我们将开发必要的背景来了解DES和AES。现代加密系统(公共键系统)是数学上的大量数学,采用了模块化算术,质数理论,因素化理论,群体理论,现场理论,。。。)。因此,我们将不得不花费大量时间在基础数学上。我们还将讨论各种加密协议,伪随机序列(反馈移位寄存器),。。。。
根据《量子计算网络安全防范法案》(“该法案”),6 USC § 1526,管理和预算办公室 (OMB) 需要向国会提交一份报告,概述将联邦信息系统 1 迁移到后量子密码学 (PQC) 的战略的关键组成部分。本报告满足此要求,由三部分组成。首先,它概述了联邦政府为应对联邦信息系统中当前使用的密码系统未来可能容易受到密码分析相关量子计算机 (CRQC) 的攻击而采取的战略。其次,它对机构停止使用易受量子攻击的密码学可能需要的资金进行了粗略的数量级估计。最后,该报告详细介绍了由国家标准与技术研究所 (NIST) 牵头的联邦机构为制定 PQC 标准所做的努力。
Dave 还研究并撰写了许多历史著作,包括小册子《二战德国密码机》和《倾听私酒贩》(这两本小册子是国家密码博物馆最受欢迎的两本)。作为一名密码分析专家,他师从传奇人物 Lambros Callimahos,并担任了多年的高级语言学家。他的工作地点包括美国和海外的多个 NSA 地点。晚年,他学会了如何在电脑上施展魔法,他的举措使 NSAnet 上的第一个 CCH 网页成为一个真正用户友好的网站。他还在许多由该机构赞助的活动中向 NSA 工作人员和公众展示了历史密码设备(例如 Enigma 机)。最后,他对 CCH 的最后贡献之一是作为与珍珠港袭击相关的 SIGINT 争议历史的合著者——这本专著将成为所有未来撰写“耻辱日”历史学家的必读书目。
摘要:近年来,神经网络和加密方案既是战争又是和平,这种相互影响形成了值得全面研究的二分法。神经网络可用于对抗密码系统;它们可以在密码分析和对加密算法和加密数据的攻击中发挥作用。这种二分法的这一面可以解释为神经网络宣战。另一方面,神经网络和加密算法可以相互支持。神经网络可以帮助提高密码系统的性能和安全性,加密技术可以支持神经网络的机密性。二分法的后者可以称为和平。据我们所知,目前还没有一项调查全面研究神经网络目前与密码学交互的多种方式。本调查旨在通过概述神经网络和密码系统之间的相互影响状态来填补这一空白。为此,本文将重点介绍目前正在取得进展的领域以及未来研究还有待进一步研究的方面。
推荐机制:FrodoKEM-976([5] 中的第 2.5 节)、FrodoKEM-1344([5] 中的第 2.5 节)和 Classic McEliece,其参数在 [14] 第 7 节中属于第 3 和第 5 类,在密码学上适合长期保密保护,符合本技术指南所针对的安全级别。这是一个相当保守的评估,为未来可能的密码分析进展留出了相当大的安全余地。本文档的未来修订版可能会评估其他参数选择和 PQC 方案在技术上是否合适。FrodoKEM 未被列入 NIST PQC 项目第三轮的决赛入围者之列,而是作为备选方案。这主要是出于对该方案效率的考虑;其安全性毋庸置疑。因此,BSI 仍然推荐 FrodoKEM 作为 PQC 方案,具有较高的安全余地,可抵御未来的攻击。更多详细信息请参见 [12]。