ARX密码算法的自动化差分特征搜索方法

"自动化搜索ARX密码差分特征的方法" 本文主要探讨了如何自动化搜索ARX密码算法的差分特征，这是一种在密码分析中至关重要的技术。ARX密码构造基于三种基本操作：位旋转（ Rotate）、异或（XOR）和模加（Addition）。由于模加操作涉及到取模运算，其差分计算相对复杂，因此是自动化搜索过程中的难点。 作者刘正斌提出了一种名为“相耦差分分布表”（Collerated Difference Distribution Table, CDDT）的概念。CDDT是一种数据结构，用于存储和快速检索模加操作后的差分及其概率。通过预先构建和查询这个表，可以在搜索差分特征时显著减少计算时间，提高效率。 接着，研究借鉴了Matsui算法，这是经典分组密码分析中用于寻找线性或差分特征的一种方法。作者将Matsui算法进行了扩展，使其适用于ARX密码系统。利用CDDT，该扩展的算法能够有效地计算和分析ARX密码的差分特性，从而实现自动化搜索。 在论文的实验部分，新算法被应用于SPECK密码系列，这是一组高效、轻量级的分组密码。通过对SPECK32、SPECK48和SPECK64的分析，该方法成功找到了这些密码的最佳差分特征，这为密码分析和安全性评估提供了有价值的参考。 这篇论文为ARX密码的差分分析提供了一个新的工具和方法，不仅提升了搜索效率，也为密码学研究者提供了一种更有效的攻击手段，有助于进一步理解ARX密码体制的安全性。这一工作对密码学领域，特别是在轻量级密码设计和分析方面具有重要意义。同时，它也强调了在密码分析中自动化工具的必要性和潜力，对于未来的密码学研究有着深远的影响。