RAIN-128算法的中间相遇攻击

来源：电子与信息学报杂志2024年第1期北京时间：

作者：杜小妮, 郑亚楠, 梁丽芳, 李锴彬

单位：1.西北师范大学数学与统计学院 兰州 7300702.西北师范大学密码技术与数据分析重点实验室 兰州 7300703.西北师范大学计算机科学与工程学院 兰州 730070

摘要：RAIN是一族SPN结构的轻量级分组密码算法，该算法具有软硬件实现效率高、安全性强等特点。中间相遇攻击被广泛应用于分组密码算法的安全性分析中。该文通过分析RAIN-128的结构特性和截断差分特征，利用差分枚举技术分别构造了4轮和6轮中间相遇区分器，给出了8轮及10轮的中间相遇攻击。当攻击轮数为8轮时，预计算阶段的时间复杂度为\begin{document}$ {2^{68}} $\end{document}次8轮RAIN-128加密，存储复杂度为\begin{document}$ {2^{75}} $\end{document} bit，在线攻击阶段的时间复杂度为\begin{document}$ {2^{109}} $\end{document}次8轮加密，数据复杂度是\begin{document}$ {2^{72}} $\end{document}个选择明文；当攻击轮数为10轮时，预计算阶段的时间复杂度为\begin{document}$ {2^{214}} $\end{document}次10轮加密，存储复杂度为\begin{document}$ {2^{219}} $\end{document} bit，在线攻击阶段的时间复杂度为\begin{document}$ {2^{109}} $\end{document}次10轮加密，数据复杂度是\begin{document}$ {2^{72}} $\end{document}个选择明文，分析结果显示，RAIN-128可以抵抗中间相遇攻击，并具有较高的安全冗余。

关键词：分组密码, RAIN-128, 中间相遇攻击, 差分枚举技术

基金资助：国家自然科学基金(62172337)