Midori64算法11轮不可能差分分析：轮密钥分步猜测方法

"本文针对Midori64加密算法进行了深入的研究，特别是聚焦于其11轮不可能差分分析。作者提出了一种7轮不可能差分区分器，并详细探讨了Midori64算法中所使用的S盒的差分特性。在密钥恢复过程中，他们创新性地提出了一种策略，即部分单元数据的存储和轮密钥的分步猜测方法，这种方法显著降低了时间复杂度。通过结合这个区分器和轮密钥分步猜测技术，作者成功实施了对Midori64算法的11轮不可能差分攻击，最终计算复杂度达到2121.64次11轮加密，而数据复杂度为262.3个64比特分组。这一成果代表了目前对Midori64算法进行不可能差分分析的最优结果。" Midori64是一种先进的分组密码算法，其设计目标在于提供高效且安全的数据加密。不可能差分分析是一种密码分析技术，用于寻找加密算法中的弱点，特别是那些可能导致密钥泄露的路径。在本文中，作者构建了一个7轮的不可能差分区分器，这是针对Midori64算法的一种关键工具，它能够识别出算法中特定输入与输出之间的非平凡关联，从而揭示可能的密钥信息。 S盒（Substitution Box）是许多分组密码算法的核心组件，它们负责将输入数据转换成看似随机的输出，以增加密码的不可预测性。在Midori64中，S盒的差分性质被详细研究，这有助于理解算法的动态行为以及潜在的脆弱性。 作者在密钥恢复过程中提出的策略是文章的一大亮点。传统的密钥恢复方法可能需要尝试所有可能的密钥组合，这通常会导致极高的时间复杂度。然而，通过部分数据的储存和分步猜测轮密钥，他们能够有效地缩小密钥搜索空间，从而降低了复杂度。这种方法的创新性在于它允许逐步解密，每次只猜测一部分密钥，直到整个密钥被确定，这显著减少了计算需求。 11轮不可能差分攻击是对Midori64算法安全性的一次重要评估。通过这种攻击，研究人员可以估算出在实际环境中攻击该算法的难易程度。11轮是研究中选择的一个关键轮数，因为通常来说，更多的轮数意味着更强的安全性。作者能够将攻击复杂度降低到2121.64次11轮加密，这在当前对于Midori64的不可能差分分析中是最优的，显示出Midori64在设计上可能存在可改进之处。 此外，数据复杂度为262.3个64比特分组意味着攻击者需要大量的数据样本来实施攻击。尽管这个数量级在理论分析中可能是可行的，但在实际操作中可能会遇到困难，因为获取如此大量的数据往往不切实际。 这篇论文为理解和评估Midori64算法的安全性提供了有价值的洞见，同时也为分组密码的设计和分析提供了新的思路。未来的研究可能会进一步探索如何优化密钥恢复过程，或者寻找更有效的攻击方法，以提升加密算法的安全水平。