替換排列網路之線性攻擊研究

Abstract

線性攻擊法是對於像DES與替換排列網路(SPN)之類的區塊加密系統最重要的攻擊之一。在本篇論文中，我們將著重於討論針對SPN的線性攻擊，並且對一個16位元區塊長度、32位元的密鑰長度、4回合的SPN作一個完整的攻擊，我們將詳細的討論所使用的攻擊策略。首先我們由Piling-up lemma定義何謂一條路徑的偏差，然後使用有技巧的方式來搜尋可攻擊的路徑，藉此攻擊各路徑所對應的部份密鑰。最後結合backtracking的技術提供額外的密鑰候選，以便最後測試發現所取得的密鑰是錯誤的時候有額外的密鑰可供選擇。最後的效能測試則顯示了我們策略的有效性。 接著第二部份我們轉為研究跟S-box有關的性質，並且發現非線性度是抵抗線性攻擊的最重要因素。而AES在設計時已針對線性攻擊作了有效的預防，所以我們將研究其設計S-box的方法有何特殊之處，最後亦得到一些有趣的性質，也許可供未來研究之用。