概率积分及其在PUFFIN算法中的应用

来源：软件学报杂志2021年第9期北京时间：

作者：尚方舟，孙兵，刘国强，李超

单位：尚方舟，国防科技大学 文理学院, 湖南 长沙 41007311,孙兵，国防科技大学 文理学院, 湖南 长沙 41007302,刘国强，国防科技大学 文理学院, 湖南 长沙 41007303,李超，国防科技大学 文理学院, 湖南 长沙 41007304

摘要：积分分析是一种针对分组密码十分有效的分析方法，其通常利用密文某些位置的零和性质构造积分区分器.基于高阶差分理论，可通过研究密文与明文之间多项式的代数次数来确定密文某些位置是否平衡.从传统的积分分析出发，首次考虑常数对多项式首项系数的影响，提出了概率积分分析方法，并将其应用于PUFFIN算法的安全性分析.针对PUFFIN算法，构造了7轮概率积分区分器，比已有最好的积分区分器轮数长1轮.进一步，利用构造的概率积分区分器，对9轮PUFFIN算法进行密钥恢复攻击.该攻击可恢复92比特轮密钥，攻击的数据复杂度为224.8个选择明文，时间复杂度为235.48次9轮算法加密，存储复杂度为220个存储单元.

关键词：积分分析;高阶差分分析;概率积分;PUFFIN算法

基金资助：国家自然科学基金（61672530，61702537，61772545）