对轻量级密码算法MIBS的相关密钥不可能差分攻击
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对轻量级密码算法MIBS的相关密钥不可能差分攻击
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Journal on Communications
Vol.35 No. 2 February 2014
doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2014.02.023
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Related-key impossible differential attack
on a lightweight block cipher MIBS
CHEN Ping, LIAO Fu-cheng, WEI Hong-ru
(School of Mathematics and Physics, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China)
Abstract: The strength of MIBS algorithm against the related-key impossible differential attack was examined. MIBS is a lightweight block cipher algorithm. By using the key-expanding properties of MIBS-80 algorithm, a related-key differ-ential feature was presented and a 10-round impossible differential method was constructed by combining special ci-pher-plaintexts. Based on the impossible differential method, an attack to 14-round MIBS-80 algorithm was given, and the attack complexity both on data and on time were gained. Analysis results indicate the attack to MIBS of 14 rounds MIBS-80 algorithm needs 254 chosen plaintext operations and 256 encrypting computations. Key words: lightweight block cipher; MIBS algorithm; related-key; impossible differential attack
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Foundation Items: The National Natural Science Foundation of China(61174209, 61272476); The Oriented Award Foundation for Science and Technological Innovation, Inner Mongolia Autonomous Region(2012)
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14
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256
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[1] IZADI M, SADEGHIYAN B, SADEGHIAN S S. MIBS: a new light-weight block cipher[A]. CANS 2009[C]. Berlin: Springer, 2009. 334-348. [2] ??, ???. ????MIBS???????[J]. ??????
(ˊ??), 2010, 45(4):12-15.
YANG L, WANG M Q. Differential cryptanalysis of reduced-round MIBS[J]. Journal of Shandong University(Natural Science), 2010, 45(4):12-15.
[3] BAY A, NAKAHARA J J, VAUDENAY S. Cryptanalysis of re-duced-round MIBS block cipher[A]. CANS 2010[C]. Berlin: Springer, 2010. 1-19.
[4] ???, ┌??. ?????????MIBS???????[J].
??????(ˊ??), 2012, 47(7):55-58.
DU C H, CHEN J Z. Impossible differential cryptanalysis of re-duced-round MIBS[J]. Journal of Shandong University(Natural Sci-ence), 2012, 47(7):55-58.
[5] ??Б, ???. ?MIBS???Integral??[J]. ???????
??, 2012, 33(4):773-777.
WANG G L, WANG S H. Integral cryptanalysis of reduced-round MIBS block ciphe[J]. Journal of Chinese Computer Systems, 2012, 33(4):773-777.
[6] ??, ???, ???. ?MIBS???Ё?????[J]. ???
????(?????), 2013, 44(3):308-315.
LIU C, LIAO F C, WEI H R. Meet-in-the-middle attacks on MIBS[J]. Journal of Inner Mongolia University(Natural Science Edition), 2013, 44(3):308-315.
[7] KNUDSEN L R. Cryptanalysis of LOKI91[A]. Advances in Cryptol-ogy-Auscrypt 1992[C]. Gold Coast, Australia, 1992.196-208. [8] BIHAM E. New types of cryptanalytic attacks using related keys[J].
Journal of Cryptology, 1994, 7(4):229-246.
[9] BIHAM E, BIRYUKOV A, SHAMIR A. Cryptanalysis of skipjack
reduced to 31 rounds using impossible differentials[A]. Advances in Cryptology-Eurocrypt 1999[C]. Berlin: Springer-Verlag, 1999. 12-23. [10] BIHAM E, DUNKELMAN O, KELLER N. Related-key impossible
differential attacks on 8-round AES-192[A]. CT-RSA 2006[C]. Berlin: Springer-Verlag, 2006.21-33.
[11] ZHANG W T, WU W L, ZHANG L. Related-key impossible differential
????201??
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