本发明专利技术公开了一种使用反弹攻击技术攻击Grostl加密算法的处理方法，是基于异构平台CPU+GPU，针对Grostl加密算法提出的并行攻击处理方法，所述CPU将要进行攻击的密文分割成若干小段，构建所述CPU与GPU处理器协同计算的框架；所述CPU调用所述框架中的所有设备多线程并行地获得各自当前需要攻击的密文，根据这些密文，各个设备利用反弹差分分析算法对密文进行攻击，在得到使得最终的差分为零的通路后即找到了碰撞，完成对这段密文的攻击；本发明专利技术通过CPU和GPU协同计算，极大地加速了找到最终差分对的执行，从而可以快速地完成密文攻击的任务。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及密码学，信息安全领域，尤其涉及密码安全方面的密码攻击的方法，具体地说是。
技术介绍
CUDA (Compute Unified Device Architecture),显卡厂商 NVidia 推出的运算平台。CUDA ?是一种由NVIDIA推出的通用并行计算架构，该架构使GPU能够解决复杂的计算问题。它包含了 CUDA指令集架构(ISA)以及GPU内部的并行计算引擎。开发人员现在可以使用C语言来为CUDA ?架构编写程序，C语言是应用最广泛的一种高级编程语言，所编写出的程序于可以在支持CUDAtI^ GPU处理器上以超高性能运行。CUDA所提供的最重要的创新在于，它使得工作在GPU上的线程可以协作解决问题。由NVDIA GPUs的支持，CUDA有一个直接在GPU上的并行计算缓存，它用于保存频繁使用的信息。在GPU上保存信息可以让计算线程即 刻得到共享数据而不是去漫长的等待off-chip的DRAM上的数据。NVIDIA?(英伟达?)专利技术了 CUDA (Compute Unified Device Architecture,统一计算设备架构)这一编程模型，旨在充分利用CPU和GPU各自的优点。Grostl加密算法是SHA-3第一、第三轮的候选算法，它采用AES结构，采用的是P置换和Q置换的并行结构，P置换和Q置换先进行并行运算，再经异或相加后得到HASH值，这个算法在设计之初可以有效地抵抗传统的密码分析方法。Grostl加密算法压缩函数结构可以有效地抵抗原像攻击和第二原像攻击，该算法可以在许多平台上运算，其安全参数r、轮数及输出长度都可以改变，算法结构及置换的设计很容易理解，算法基于AES结构，大部分密码学者和密码软件都能快速识别Grostl加密算法，并且AES设计结构已经被证明是安全的结构。如果置换P和置换Q是安全的，则压缩函数f的结构是可安全的。安全性证明指出，要找到迭代Hash函数的碰撞至少需要2?/4个P置换和(或)Q置换运算，找到其原像需要2?/2个P置换和(或)Q置换运算。传统的差分分析方法无法对置换P和置换Q进行有效地分析，这是因为虽然P置换和Q置换均能有效地扩散差分，字节混入一列8个差分，字节移位将该列的8个差分经行移位至每行，从而保证在任意四轮运算中有81个活跃的S盒。在任意8轮、12轮中，分别至少162和243个活跃的S盒。假定所有轮运算均相互独立，差分扩散的最大概率为2_6，则任意8轮、12轮运算的差分路径概率分别为2_972和2_1458.反弹攻击适用于分析AES结构的Hash函数，已经广泛应用于SHA-3候选算法的分析之中，其主要思想是在被分析的对象中，选取中间两处适当的位置随机引入差分，然后做正向，逆向运算至中间相遇。运用S盒差分匹配性质和自由度开发技术，连接随机引入的两处差分，寻找中间匹配的输入/输出差分。找到匹配的输入/输出差分后，再从引入的差分位置处，分别做逆向，正向运算，运用截断差分的扩展性质，合理地控制差分扩展至尽可能多的轮，从而提高追踪差分的概率。根据反弹攻击的思想，可以将反弹攻击分为两个阶段:收缩阶段和反弹阶段。收缩阶段运用S盒的性质和自由度的开发技术，从而连接引入的两处差分，同时为反弹阶段提供起点；反弹阶段运用阶段差分的扩散性质，合理地控制差分扩散，找出可行的差分路径； 反弹攻击的几个技术点: 反弹攻击首先要确定合适的截断差分模式，并找到合适的起始点； 找到合适的中间匹配的S盒层； 注意如何弹出才能保证效率最高； 充分并合理地利用状态和消息中的自由度。差分攻击是hash函数的最有效的方法，其主要思想是考虑两对具有固定差分输入的明文对差分输出的影响，当最后能够找到使得差分为0，则相当于找到了碰撞。
技术实现思路
针对Grostl加密算法本身的复杂度造成分析等待时间比较长的问题，本专利技术提供了。本专利技术公开的使用反弹攻击技术攻击Grostl加密算法的处理方法，其解决所述技术问题采用的技术方案如下:该处理方法是在异构平台CPU+GPU上，使用反弹差分分析方法对Grostl加密算法进行攻击的处理方法，通过CPU和GPU协同计算，极大地加速了找到最终差分对的执行，从而可以快速地完成密文攻击的任务； 其中，所述CPU (中央处理器)将要进行攻击的密文分割成若干小段，构建所述CPU与GTO处理器协同计算的框架；且多线程并行地向所述框架中的所有设备发送调用请求，各个设备在接收到所述调用请求后，获得各自要攻击的密文段； 所述CPU调用所述框架中的所有设备多线程并行地获得各自当前需要攻击的密文，根据这些密文，利用反弹差分分析算法对已经加密过的密文进行攻击，在得到使得最终的差分为零的通路后即找到了碰撞，即最终对这段密文攻击成功； 所述GPU处理器，用于在接收到所述CPU发送的调用请求后，获得各自要攻击的密文段，并根据反弹差分分析算法对已经加密过的密文进行攻击，在得到使得最终的差分为零的通路后(即找到了碰撞)，即最终对这段密文攻击成功。进一步，所述CPU将要进行攻击的密文分割成若干小段，是指所述CPU根据所述密文的长度进行分割；被分割的密文的长度没有具体要求，但越短越好，针对这段密文可以尽快找到碰撞。进一步，所述CPU构建CPU与GPU处理器协同计算的框架，是指所述CPU将连接在同一单节点服务器的CPU与多个GPU处理器作为协调计算的框架，该框架中所有设备的数目为CPU的数目和GPU处理器的数目之和。进一步，所述CPU调用所述框架中的所有设备多线程并行地获得各自当前已经分割成若干小段的密文，根据这些若干被分割成小段的密文，各个设备利用反弹差分分析算法对已经加密过的密文进行攻击，根据差分路径找到一个差分对使得最终的差分为零之后，即相当于找到了碰撞，由此可以得知使用此次的初始值可以在这条差分路径中找到一个通路，使用这个初始值就可以对这个密文进行攻击破解，并将找到的所有连通的差分路径以及相应的差分对进行输出。本专利技术公开的使用反弹攻击技术攻击Grostl加密算法的处理方法的有益效果是:该处理方法，能够通过并行反弹差分分析算法Grostl加密算法进行深入地分析，能够对所述Grostl加密算法的P置换和Q置换单独进行有效分析；通过CPU和GPU协同计算，极大地加速了找到最终差分对的执行，从而可以快速地完成密文攻击的任务。【附图说明】附图1为本专利技术所述Grostl-256五轮碰撞示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的使用反弹攻击技术攻击Grostl加密算法的处理方法进行详细说明。本专利技术所述使用反弹攻击技术攻击Grostl加密算法的处理方法，是在异构平台CPU+GPU上针对Grostl加密算法提出的并行攻击处理方法，通过CPU和GPU协同计算，极大地加速了找到最终差分对的执行，从而可以快速地完成密文攻击的任务； 其中，所述CPU (中央处理器)将要进行攻击的密文分割成若干小段，构建所述CPU与GTO处理器协同计算的框架；且多线程并行地向所述框架中的所有设备发送调用请求，并在接收到所述调用请求后，获得各自要攻击的密文段； 所述CPU调用所述框架中的所有设备多线程并行地获得各自当前需要攻击的密本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种使用反弹攻击技术攻击Grostl加密算法的处理方法，其特征在于, 该处理方法是在异构平台CPU+GPU上，使用反弹差分分析方法对Grostl加密算法进行攻击的处理方法，通过CPU和GPU协同计算，加速找到最终差分对的执行，完成密文攻击；其中，所述CPU将要进行攻击的密文分割成若干小段，构建所述CPU与GPU处理器协同计算的框架；且多线程并行地向所述框架中的所有设备发送调用请求，各个设备在接收到所述调用请求后，获得各自要攻击的密文段；所述CPU调用所述框架中的所有设备多线程并行地获得各自当前需要攻击的密文，根据这些密文，各个设备利用反弹差分分析算法对已经加密过的密文进行攻击，在得到使得最终的差分为零的通路后即找到了碰撞，完成对这段密文的攻击；所述GPU处理器，用于在接收到所述CPU发送的调用请求后，获得各自要攻击的密文段，并根据反弹差分分析算法对已经加密过的密文进行攻击，在得到使得最终的差分为零的通路后即找到了碰撞，完成对这段密文的攻击。
【技术特征摘要】
1.一种使用反弹攻击技术攻击Grostl加密算法的处理方法，其特征在于，该处理方法是在异构平台CPU+GPU上，使用反弹差分分析方法对Grostl加密算法进行攻击的处理方法，通过CPU和GPU协同计算，加速找到最终差分对的执行，完成密文攻击；其中，所述CPU将要进行攻击的密文分割成若干小段，构建所述CPU与GPU处理器协同计算的框架；且多线程并行地向所述框架中的所有设备发送调用请求，各个设备在接收到所述调用请求后，获得各自要攻击的密文段；所述CPU调用所述框架中的所有设备多线程并行地获得各自当前需要攻击的密文，根据这些密文，各个设备利用反弹差分分析算法对已经加密过的密文进行攻击，在得到使得最终的差分为零的通路后即找到了碰撞，完成对这段密文的攻击；所述GPU处理器，用于在接收到所述CPU发送的调用请求后，获得各自要攻击的密文段，并根据反弹差分分析算法对已经加密过的密文进行攻击，在得到使得最终的差分为零的通路后即找到了碰撞，完成对这段密文的攻击。2.根据权利要求1所述的使用反弹攻击技术攻击Grostl加密算法的处理方法，其特征在于，所述CPU将要进行攻击的密文分割成若干小段，是指所述CPU根据所述密文的长度进行分割；被分割的密文的长度越短越好，针对这段密文能够尽快找到碰撞。3.根据权利要求1所述的使用反弹攻击技术攻击Grostl加密算法的处理方法，其特征在于，所述CPU构建CPU与GPU处理器协同计算的框架，是...
【专利技术属性】
技术研发人员：王娅娟，
申请(专利权)人：浪潮电子信息产业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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