A quantum related-key attack based on the Bernstein–Vazirani algorithm

Aufgrund der leistungsstarken Rechenleistung von Quantencomputern haben kryptografische Forscher Quantenalgorithmen in der Kryptoanalyse angewandt und in den letzten Jahren viele interessante Ergebnisse erzielt. In diesem Aufsatz untersuchen wir Schlüsselangriffe im Quantenbereich und schlagen einen spezifischen Angriff mit verwandten Schlüsseln vor, der den Schlüssel von Blockchiffren effizient wiederherstellen kann, solange die angegriffenen Blockchiffren bestimmte Bedingungen erfüllen. Der Angriffsalgorithmus verwendet den Bernstein-Vazirani-Algorithmus als Subroutine und verlangt vom Angreifer, das Verschlüsselungs-Orakel mit Quantenüberlagerungen zu hinterfragen. Wir geben eine Bedingung an, unter der der Angriff erfolgreich sein wird und beweisen, dass jede Blockchiffre entweder die Bedingung erfüllt oder einen unterscheidbaren Angriff hat. Als spezifisches Anwendungsbeispiel verwenden wir den Angriffsalgorithmus, um den privaten Schlüssel der Even-Mansour-Chiffre zu extrahieren. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen die Macht verwandter Schlüsselangriffe in Kombination mit Quantenalgorithmen und geben Anleitung für das Design quantensicherer Ciffren.