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摘要
KLEIN自提出之后经历了截断差分分析、积分分析等攻击，加密结构具有实际安全性，但是由于密钥扩展算法的脆弱性导致了全轮密钥恢复攻击。首先，修改密钥扩展算法，提出一种改进后的方案N-KLEIN；然后，采用in-place的方法对S盒进行高效量子电路实现，减少了电路的宽度和深度，提高了量子电路的实现效率；使用LUP分解技术实现了混淆操作的量子化；对新的密钥扩展算法进行量子电路设计，提出全轮N-KLEIN的高效量子电路图和资源评估，并与PRESENT、HIGHT等现有的轻量级分组密码的量子实现占用资源进行了比较，N-KLEIN算法量子实现的成本明显较低；最后，基于Grover算法对密钥搜索攻击所需要的代价进行了深入研究，给出Clifford+T模型下N-KLEIN-{64, 80, 96}使用Grover算法搜索密钥需要的代价，进而评估了N-KLEIN的量子安全性。
- 出版日期2023
- 单位中国电子科技集团公司第十五研究所; 北京电子科技学院
