基于深度学习的LBlock安全性分析及其应用

目前通过深度学习对轻量级分组密码进行安全性分析正成为一个全新的研究热点。Gohr[6]在2019年的美密会上首次将深度学习应用于分组密码安全性分析，利用卷积神经网络学习固定输入差分的密文差分分布特征，从而构造出高精度的神经网络区分器。LBlock算法是一种具有优良软硬件实现效率的轻量级分组密码算法，自算法发表以来受到了研究者的广泛关注。本文基于残差网络，构造了减轮LBlock差分神经网络区分器，所得7轮和8轮区分器模型的精度分别是0.999和0.946。进一步利用构造的9轮区分器，提出了针对11轮LBlock的密钥恢复攻击方案。实验结果表明，当密码算法迭代轮数较少时，该方案进行攻击时无需单独考虑\begin{document}$ S $\end{document}盒，相比于传统攻击方案具有方案流程简单和易于实现等特点，并且在数据复杂度和时间复杂度方面具有较大的优越性。