論文の概要: Quantum Key-Recovery Attacks on FBC Algorithm

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.00448v1
• Date: Fri, 01 Aug 2025 09:08:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-04 18:08:53.810619
• Title: Quantum Key-Recovery Attacks on FBC Algorithm
• Title（参考訳）: FBCアルゴリズムによる量子鍵回収攻撃
• Authors: Yan-Ying Zhu, Bin-Bin Cai, Fei Gao, Song Lin,
• Abstract要約: 本稿では,異なるクエリ機能を持つFBC量子敵の包括的セキュリティ解析について述べる。 FBC-KF/FK構造に対して、古典的なクエリと量子コンピューティング機能を持つ敵を考慮し、低データ量子鍵回復攻撃を実演する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.2002244657481826
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: With the advancement of quantum computing, symmetric cryptography faces new challenges from quantum attacks. These attacks are typically classified into two models: Q1 (classical queries) and Q2 (quantum superposition queries). In this context, we present a comprehensive security analysis of the FBC algorithm considering quantum adversaries with different query capabilities. In the Q2 model, we first design 4-round polynomial-time quantum distinguishers for FBC-F and FBC-KF structures, and then perform $r(r>6)$-round quantum key-recovery attacks. Our attacks require $O(2^{(2n(r-6)+3n)/2})$ quantum queries, reducing the time complexity by a factor of $2^{4.5n}$ compared with quantum brute-force search, where $n$ denotes the subkey length. Moreover, we give a new 6-round polynomial-time quantum distinguisher for FBC-FK structure. Based on this, we construct an $r(r>6)$-round quantum key-recovery attack with complexity $O(2^{n(r-6)})$. Considering an adversary with classical queries and quantum computing capabilities, we demonstrate low-data quantum key-recovery attacks on FBC-KF/FK structures in the Q1 model. These attacks require only a constant number of plaintext-ciphertext pairs, then use the Grover algorithm to search the intermediate states, thereby recovering all keys in $O(2^{n/2})$ time.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングの進歩により、対称暗号は量子攻撃による新たな課題に直面している。 これらの攻撃は通常、Q1(古典的クエリ)とQ2(量子重ね合わせクエリ)の2つのモデルに分類される。 本稿では,異なるクエリ機能を持つ量子逆数を考慮したFBCアルゴリズムの包括的セキュリティ解析について述べる。 Q2モデルでは、まずFBC-FとFBC-KFの構造に対して4ラウンドの多項式時間量子差分器を設計し、次に$r(r>6)$ラウンドの量子キー回復攻撃を行う。 我々の攻撃は、$O(2(2n(r-6)+3n)/2})$量子クエリを必要とし、$n$がサブキーの長さを表す量子ブルートフォースサーチと比較すると、時間複雑性を$2^{4.5n}$で減少させる。 さらに,FBC-FK構造に対する新しい6ラウンド多項式時間量子差分器を提案する。 これに基づいて、複雑な$O(2^{n(r-6)})$で$r(r>6)$ラウンドの量子キー回復攻撃を構築する。 古典的なクエリと量子コンピューティング能力を持つ逆数を考えると、Q1モデルにおけるFBC-KF/FK構造に対する低データ量子鍵回復攻撃を実演する。 これらの攻撃は、一定の数の平文-暗号ペアしか必要とせず、Groverアルゴリズムを使って中間状態を検索し、$O(2^{n/2})$時間で全てのキーを復元する。

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