典型流密码的安全性分析

Stream ciphers have wide applications in government, military, diplomacy and commercial fields. In recent years, the research on stream ciphers in the world have experienced the process from the climax to the flat, and then into steady development process. This project is devoted to the comprehensive application of various cryptanalysis techniques on the following targets: 1.)the security analysis of some eSTREAM final portfolio stream ciphers, for example, Grain v1 and Grain-128a, Trivium, Sosemanuk et al.; 2.)security analysis of international standard stream ciphers in real-world applications, for example, two-level E0 in bluetooth network, ISO/IEC 18033-4 encryption standard SNOW 2.0 and MUGI, 3GPP encryption standard SNOW 3G and ZUC. Through the study of these concrete algorithms and problems, this project tries to keep in step with the new research trend in the world, to achieve some original results in stream ciphers.

流密码算法在政府、军事、外交和商用领域具有广泛的应用。近些年来，国际上流密码的研究经历了一个由高潮到平淡，再到平稳发展的过程。本项目拟综合应用多种密码分析技术，对欧洲eSTREAM 计划最终入选的若干流密码展开安全性分析，比如Grain，Trivium， Sosemanuk 等；拟对实际应用中的标准流密码进行密码分析，比如二级蓝牙流密码E0，ISO/IEC 18033-4 的加密标准SNOW 2.0和MUGI，3GPP加密标准SNOW 3G，ZUC等。通过本项目的研究，力争紧跟国际研究趋势，取得一批原创性的科研成果。

高速、安全流密码算法的设计与分析始终是密码学领域的核心研究课题之一, 也是密码学领域最为困难的研究问题之一。本项目集中研究了当代典型的流密码算法与当前国际标准中采用的流密码算法之整体安全性及其分析方法，目标算法包括了欧洲eSTREAM计划最终入选的Grain v1及其系列算法Grain-128与Grain-128a、Trivium等，若干实际应用中的国际标准流密码算法，比如IEEE 802.15.1标准中二级蓝牙流密码E0，ISO/IEC 18033-4的加密标准SNOW 2.0，ETSI GSM 2G及3G全球移动网络加密算法A5/1, A5/3与GPRS，小状态流密码Sprout/Fruit、HB，HB#，LPN-C及Lapin等密码体制，提出了分析基于非线性反馈移位寄存器(NFSR)流密码的(快速)近似碰撞攻击，分析基于字流密码的扩域上的快速相关攻击，分析带记忆流密码的基于条件掩码的条件相关攻击，求解LPN (Learning Parity with Noise)问题的快速算法等方面取得了一系列突出的原创性、系统性成果，得到了国际密码学界的广泛认可与高度评价，在科学思想方法层面拓展了国际流密码、乃至对称密码研究的新思路与新方法；在关于E0的攻击发表之后，国际上最新的IEEE蓝牙加密标准在E0算法之外加入了AES-CCM算法。