轻量级PFP算法的差分攻击

来源：计算机工程与应用杂志2023年第21期北京时间：

作者：李艳俊, 李寅霜, 杨明华, 张黎仙, 刘健

单位：1.中国电子科技集团公司 第十五研究所 信息产业信息安全测评中心，北京 100083 ；2.北京电子科技学院，北京 100070；3.北京工商大学，北京 100048

摘要：PFP算法借鉴国际标准PRESENT算法的设计思想，在2017年提出的一种轻量级分组密码算法，基于Feistel-SP结构设计，采用比特置换，相比PRESENT算法有着更高的软硬件实现效率。为了对该算法的抗差分分析的能力进行新的评估，基于混合整数线性规划（MILP）方法对S盒和整体结构进行建模，针对PFP算法搜索到了概率为2?11的4轮迭代差分路径，构造了概率为2?59的22轮差分区分器；进一步，在区分器前后各增加2轮，得到26轮，通过研究增加的4轮轮密钥编排特点，对密钥比特的猜测顺序进行了优化，同时采用提前抛弃技术，首次对PFP算法进行了26轮的密钥恢复。整个差分攻击过程需要的数据复杂度为260个明文，时间复杂度为254.3次26轮加密，与整体34轮PFP算法相比，仍然具有足够的安全冗余。

关键词：分组密码,差分攻击,密钥恢复攻击,提前抛弃技术