在信息安全中，线性密码分析和差分密码分析有什么区别？

线性密码分析是一种通用的密码分析方法，基于发现密码元素的仿射近似。已针对分组密码和流密码开发了攻击方法。线性密码分析是两种最广泛使用分组密码攻击方法之一，另一种是差分密码分析。

线性密码分析是关于分组密码分析的强大密码分析工具。在使用线性密码分析时，攻击者试图发现一个线性表达式，该表达式以不同于 1/2 的概率逼近非线性函数。

当发现最佳近似值时，它包含明文和密文之间的关系，攻击者可以获得关于密钥的信息。近似值的形式为：

$$\mathrm{P_{i} \oplus ..\, \oplus P_{j}\oplus C_{k}\oplus C_{1}=k_{m}\oplus k_{n}}$$

其中 P_i ... P_j 是明文位，C_k ... C_l 是密文位，K_m ... K_n 是密钥位。近似值以某个概率 p 影响，其质量通常由偏差计算，偏差定义为 $\mathrm{\epsilon \, =\, \left|p-\frac{1}{2} \right|}$。

差分密码分析是一种常见的密码分析方法，通常与分组密码相关，但也适用于流密码和密码散列函数。从广义上讲，它是研究信息输入差异如何影响输出结果差异的研究。

在分组密码的情况下，它定义了一组技术，用于跟踪变换网络中的差异，查找密码表现出非随机行为的地方，并利用这些特性来查找密钥。

为了使攻击有效，输入差异应精心选择。对算法的内部进行分析，典型的方法是跟踪通过加密的多个阶段的高概率差异路径，定义为差分特征。

让我们看看线性密码分析和差分密码分析之间的比较。

线性密码分析	差分密码分析
线性密码分析是一种已知明文攻击，其中攻击者研究明文、密文和隐藏密钥的奇偶校验位之间的称为线性逼近的概率线性关系。	差分密码分析可以定义为一种通用的密码分析方法，它基本上可用于分组密码、密码散列函数。它涉及对信息输入差异如何影响输出结果特征的精确分析。
在线性密码分析中，密码分析师的目标是识别明文的一些位、密文的一些位和未知密钥的一些位之间的线性关系。	通过比较一些选定明文的更改以及加密每个明文产生的输出差异，可以找到多个密钥。
在线性密码分析中，密码分析师使用适用于一轮加密的一些子密钥对每个密文进行解密，并研究得到的中间密文以比较随机结果。	在差分密码分析中，在多轮加密之间获取中间密文的更改。攻击可以组合，这可以定义为差分线性密码分析。

Ginni

更新于：2022年3月14日

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