SNOW3G与ZUC流密码的猜解攻击分析

简介：
本文探讨了针对SNOW3G和ZUC两种流密码算法的现代加密攻击技术，深入分析其安全漏洞及破解方法，为密码学研究提供新视角。 流密码是一种广泛应用于无线通信数据传输保护的加密方法，在现代通信协议中不仅需要具备高效性和安全性，还必须具有抗攻击能力。在这篇文章里，研究者探讨了两种流密码算法——SNOW3G与ZUC，并对它们进行了猜测决定攻击（Guess-and-Determine Attack）分析。 SNOW3G是3G Partnership Project (3GPP) 标准的一部分，在UEA2和UIA2中起到关键作用。此前，关于SNOW3G的猜测决定攻击研究尚未有成果公布。ZUC则是另一部分标准中的加密算法128-EEA3和完整性保护算法128-EIA3的核心组成部分。尽管ZUC内部状态规模比SNOW3G小，但文章表明其在抵御这种类型的攻击方面表现更优。 猜测决定攻击通过猜测密钥的一部分来推断出其他部分，通常需要分析算法的结构特征或弱点来进行。研究者们提出了针对SNOW3G的该类攻击方法，并计算得出复杂度为2^320，即非常高；同时，此过程需截取9个32比特长度的密钥字。 接着，他们深入剖析了ZUC的设计并提出了一种基于16比特半字而非原生32比特设计的非线性函数。在此基础上提出了相应的猜测决定攻击方法，其复杂度为2^392，同样需要截取9个32比特长度密钥字的数据量。尽管这种改进后的攻击方式依旧具有挑战性，但相比原始版本已有显著提升，并证明了ZUC在抵御此类攻击中的优越表现。 文章总结了几点核心发现： 1. SNOW3G和ZUC是两种用于数据保密性和完整性保护的流密码算法。 2. 猜测决定攻击是一种分析流密码安全性的手段，旨在通过部分密钥推测其余内容。 3. 直至本段落发表前，SNOW3G尚未有相关猜测决定攻击的研究成果公布；而本研究首次提出了针对该算法的具体方法。 4. 尽管ZUC内部状态规模较小，但在抵御此类攻击方面表现更佳。 5. 通过转换成基于16比特半字的非线性函数设计改进了对ZUC进行猜测决定攻击的方式，并验证其有效性。 6. 经过对比分析可以看出，在安全性上ZUC算法相较于SNOW3G具有独特优势，尽管规模较小。 文章最后强调，密码学研究中对于提升加密算法安全性的核心在于深入的密码分析和全面的安全性评估。