ARX分组密码积分区分器的自动化搜索策略

本文主要探讨了ARX结构分组密码积分区分器的自动化搜索方法。ARX（Add-Rotate-XOR）是一种常见的密码体系，它由简单的算术运算（如加法、旋转和异或）构成，广泛应用于各种轻量级加密算法中，如SIMON、HIGHT、SPECK和LEA等。 文章首先依据三子集传播的积分可分性质，这是密码分析中的关键概念，它通过将密码函数分解为若干子集来理解其行为。作者构建了ARX结构分组密码积分的K集和L集传播方程，这里的K集表示那些直接影响其他子集的元素，而L集则表示可能间接影响K集的元素。当经过分组密码轮函数的异或操作时，L集的所有向量都会对K集的传播产生影响。 接着，作者利用SAT（Satisfiability）/SMT（Satisfiability Modulo Theories）求解器来处理这些传播方程。SAT/SMT是现代密码分析工具中的重要组成部分，它们能够有效地解决大规模的布尔逻辑问题，帮助分析者找到密码系统的弱点。通过这种方式，研究者能够系统地构建和验证ARX结构分组密码的积分传播模型。 文章的核心目标是自动化搜索能够在特定数据复杂度下，减少轮数的ARX结构分组密码积分区分器。积分区分器是一种特殊的攻击技术，它识别出密码函数对某些输入的特定模式，这对于评估密码算法的安全性至关重要。通过这种方法，作者希望能够高效地探索并发现ARX结构下的潜在弱点，从而为密码设计提供有价值的指导和改进策略。 总结来说，这篇论文提供了一种创新的方法，通过结合三子集传播、SAT/SMT技术和自动化搜索，对ARX结构的分组密码进行了深入的分析，这对于理解和改进此类密码算法的防护机制具有重要意义。同时，它也展示了在实际密码分析中，如何利用理论和实践相结合的方式，推动密码学领域的前沿研究。