ARX結構的安全性研究.pdf

1、分組密碼、序列密碼和雜湊函數(shù)是現(xiàn)代密碼學的重要分支，在信息安全領域發(fā)揮著重要的作用。這些密碼算法中很多都采用了同一類型的部件——ARX結構。ARX結構是指由模加（modular addition）、循環(huán)移位（rotation）、逐位異或（bitwise xor）三種運算構成的一種結構，因結構簡單易于實現(xiàn)而受到關注，但其安全性能還需要進一步認識和分析。為了更好地理解ARX結構的安全性，本文從以下三個方面進行了較為深入的探討：
　　一

2、、分析了ARX結構的差分概率計算問題。本文利用S函數(shù)的概念，對ARX結構的運算過程使用了具體到比特級的描述方式，得到了計算其異或差分概率的公式。完善了精確計算ARX結構形式的模加差分概率的方法，使得能夠完成所有形式的ARX結構模加差分概率的計算，并將此方法與一般性的計算方法做出對比，說明這種方法更為有效。這為進一步研究對采用ARX結構的算法進行差分攻擊提供了條件。
　　二、對ARX結構的循環(huán)攻擊問題進行了深入分析，進一步探討了對采

3、用ARX結構的Threefish進行循環(huán)攻擊中的難點問題。本文對已有的Threefish-256的循環(huán)攻擊做出了改進以更有效地實現(xiàn)循環(huán)攻擊，并通過對循環(huán)攻擊中遇到問題的總結，為提高采用ARX結構的算法的安全性給出了一定建議。
　　三、研究了如何更為準確地計算ARX結構分支數(shù)以衡量其擴散能力的問題。本文提出了一種更加準確計算ARX結構分支數(shù)的方法，即將其變換為SP結構的形式進行計算。同時利用AES算法寬軌跡策略的相關知識，提出了一種