تحلیل ساختاری مبتنی بر ویژگی انتگرال در یک رمز قالبی با دورهای کاهش‌یافته و ارائه یک بهبود

کدهای خطی در رمزنگاری متقارن، اهمیت رمزهای قالبی نسبت به رمزهای دنباله‌ای، کدهای احراز اصالت و طرح‌های احراز اصالت رمزگذاری شده از آن ‌جهت بیشتر است که اغلب به عنوان اولیه‏های امن در ساختن انواع دیگر به کار می‏روند. یکی از انواع روش‌های تحلیل رمزهای قالبی، تحلیل ساختاری است که بدون نیاز به اطلاعات مربوط به مولفه‌های درونی این طرح‌ها مانند جایگشت‌ها و جعبه‌های جانشانی آن‌ها به امنیت آن‏ها می‌پردازد. در این مقاله با استفاده از یک تمایزگر انتگرال چهار دوری شناخته‌شده روی aes برای اولین بار، دو حمله انتگرال به یک رمز قالبی و بومی جدید با طول کلید و قالب 256 بیتی انجام می‌شود. این دو حمله با توجه به نقاط ‌ضعف طراحی تابع دور به یک و دو دور از این رمز قالبی بومی سه دوری انجام می‌شود. مقدار پیچیدگی حافظه، داده و زمان بهترین حمله انجام‌شده در این مقاله به ترتیب 232 بایت، 2128 قالب متن اصلی و 2206 عمل رمزگذاری است. با توجه به طول کلید رمز، پیچیدگی حمله کمتر از مقدار پیچیدگی حمله جستجوی جامع فضای کلید (2256) است و درنتیجه یک حمله میان‌بر موثر محسوب می‌شود. به‌علاوه، به‌منظور بهبود این رمز بومی، در این مقاله راه‌کارهایی ارائه ‌شده است.

Structural Analysis based on Integral Characteristic of a Reduced Round Block Cipher with Making an Improvement

In symmetric encryption, block ciphers are more important than stream ciphers, message authentication codes and authenticated encryption schemes, because they are often used as the secure building blocks of other types. Structural analysis is one of the block ciphers cryptanalysis methods which performs attacks without prior knowledge of their internal operators such as permutations and sboxes. In this paper, using a known 4rounds integral distinguisher on AES, for the first time, two integral attacks are made on a new native block cipher with a 256bit key and block length. These attacks, are made on 1round and 2rounds of this 3rounds block cipher due to the weaknesses of the round function. The memory, data, and time  complexities of the best attack in this article are 232 bytes, 2128 plaintexts and 2206 encryption operations. Given the key’s length, the complexity of the attack is less than the complexity of the comprehensive search key space attack (2256) and therefore it is an effective shortcut attack. In addition, some recommendations are made to improve this native cipher.