华科密码学课设之SPN的差分攻击以及暴力破解算法

package com.cyc.www.cry;

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.util.Scanner;
/**
 * @author Hust 陈艳超
 */
public class SPN_ATTACK_DIFF {
	private int  maxKeyL1 = 0;
	private int maxKeyL2 = 0;
	private static short[] sBox = {1441312151183106125907};
	private static short[] sBoxOpp = {1434811210157139611205}; //s盒的逆
	private static short[]  pBox = {15913261014371115481216};
	private String path = “D:\\cipherAndPlain.dat“;
	private short[] cipherNum;
	private static short[] plainNum;
	private int Num = 8000;
	private int[][]	count;
	private static short Ktemp = （short）0x3A94;
	
	public static void main（String[] args） {
		SPN_ATTACK_DIFF test = new SPN_ATTACK_DIFF（）;
	}
	
	public  SPN_ATTACK_DIFF（） {
		initAll（）;
		attackDiff（）;
		exhaustKeyDiff（）;
		}
	/*
	 * 初始化8000组明密文对，256候选密钥，计数器
	 */
	public  void initAll（）
	{
		File file = new File（path）;
		plainNum = new short[Num];
		cipherNum = new short[Num];
		count = new int [16][16];
		try {
			Scanner in = new Scanner（new FileReader（file））;
			for （int i = 0; i < Num; i++） {
				String line = in.nextLine（）;
				String[] tokens = line.split（“\\|“）;
				plainNum[i] = （short） （Integer.parseInt（tokens[1]））;
				cipherNum[i] = （short） （Integer.parseInt（tokens[3]））;
			
		}
		}catch （FileNotFoundException e） {
			e.printStackTrace（）;		
		}
		
		for （int i = 0; i < 16; i++） {
			for （int j = 0; j < 16; j++） {
				count[i][j] = 0;
				}
		}
	}

	/*1
	 * 进行差分攻击 
	 * 运行之后发现8000对明密文对中只有70对是经过筛选的可以用的明密文对
	 */
	public void attackDiff（） {
		short v2 = 0v4 = 0u2 = 0 u4 = 0;
		short v2x = 0 v4x = 0 u2x= 0 u4x = 0; 
		short u2p = 0 u4p = 0;
		short y1 = 0y1x = 0y3 = 0 y3x = 0;
		short l1 = 0 l2 = 0;
		short y2 = 0 y4 = 0y2x = 0 y4x = 0;
		short test = 0;
		short  p = 0p2 = 0;
		for （int i = 0; i < cipherNum.length; i++） {
			for （int j = i + 1; j < cipherNum.length; j++） {
				p = （short）（（plainNum[i] << 16）>>>16）;
				p2 = （short）（（plainNum[j]<<16）>>>16）;
				if （（（p ^ p2） == 0x0b00） && （test < 52）） {	
					y1 = （short）（（（cipherNum[i] & 0xf000）<<16）>>>28）;
					y3 = （short）（（cipherNum[i] & 0x00f0）>>>4）;
					y1x = （short）（（（cipherNum[j] & 0xf000）<<16）>>>28）;
					y3x = （short）（（cipherNum[j] & 0x00f0）>>>4）;
					if （y1 == y1x && y3 == y3x） {
						test++;
						System.out.println（test + “\t“ + i +“\t“ + j ）;
						y2 = （short）（（cipherNum[i] & 0x0f00）>>>8）;
						y4 = （short）（cipherNum[i]& 0x000f）;
						y2x = （short）（（cipherNum[j] & 0x0f00）>>>8）;
						y4x = （short）（cipherNum[j] & 0x000f）;
						for （int k = 0; k < 16; k++） {
							for （int k2 = 0; k2 < 16; k2++） {
								v2 = （short）（k ^ y2）;
								v4 = （short）（k2 ^ y4）;
								u2 =（short） sBoxOpp[v2];
								u4 = （short）sBoxOpp[v4];
							
								v2x = （short）（k ^ y2x）;
								v4x = （short）（k2 ^ y4x）;
								u2x = （short）sBoxOpp[v2x];