Cryptanalysis

為什麼等同於單一加密的雙重加密不比單一加密好?

  • October 1, 2020

在 Trappe 和 Washington 的“密碼學簡介:使用編碼理論”中,在關於 DES 算法的章節中,作者說:

“如果密碼系統使得雙重加密等同於單一加密,那麼雙重加密不會獲得額外的安全性”

為什麼是這樣?

這只是說,如果一個密碼系統的功能組成

$$ h_{k}(x) = f_{k_1}(g_{k_2}(x)) $$

然後你可以找到一個作為雙重加密的單一加密密鑰。

例如:考慮排列密碼,其中排列是密鑰。排列在組合下形成一個組,稱為排列組。因此,置換密碼中的雙重加密只是另一種置換,即另一個密鑰。因此你不會得到好處。

為了看到這一點,讓我們將字母表簡化為 5 個字母並讓 $ P $ 和 $ Q $ 是 5 個字母排列密碼的兩個密鑰:

$$ P = \begin{pmatrix}1 & 2 & 3 & 4 & 5 \2 & 4 & 1 & 3 & 5 \end{pmatrix} \text{ and } Q = \begin{pmatrix}1 & 2 & 3 & 4 & 5 \ 5 & 4 & 3 & 2 & 1 \end{pmatrix} $$兩個鍵的組合是

$$ R =QP = \begin{pmatrix}1 & 2 & 3 & 4 & 5 \4 & 2 & 5 & 3 & 1 \end{pmatrix} $$這是另一個排列 $ R $ , IE $ R $ 是作為單個鍵工作的鍵。

現在回到 DES:

Campbell 和 Wiener 在 1992 年表明DES 不是一個組(付費專區)(並且沒有付費專區)。他們表明,由 DES 排列集生成的子群的大小大於 $ 10^{2499} $ . 因此,這個值遠大於對 DES 的潛在攻擊,後者會利用一個小子組。因此,DES 沒有這樣的弱點。實際上,我們會驚訝於精心設計的分組密碼會形成一個組。

如果存在這樣的性質,即 DES 形成置換群的子群,則存在對 DES 的已知明文攻擊,平均需要 $ 2^{28} $ Judy H. Moore 和 Simmons展示的步驟(付費專區) 。

此外,形成一個組將把 Triple-DES 或更一般的多重加密簡化為單一加密。


DES閉包的學術著作

‡ 這項工作聲稱在 1992 年 5 月 18 日在 Usenet 新聞上發佈到 sci.crypt 的文章中進行了簡要描述。這需要一個連結!

引用自:https://crypto.stackexchange.com/questions/75120