MILP-based meet-in-the-middle preimage attack on the textsfJHxspace-512 hash function: breaking 13 rounds

近年来, 中间相遇（MitM）攻击在 AES 类结构和海绵型结构的密码分析中均取得了显著进展. 作为 SHA-3 竞赛的决赛入围者, JH 杂凑函数采用了 基于置换的压缩函数结构，其设计思想与 Even–Mansour 结构相近, 并结合了广义的 AES 设计方法论. 本文针对 JH 的置换提出了一种 MitM 攻击建模框架, 并利用混合整数线性规划（MILP）方法自动搜索, 成功找到了一条覆盖 13 轮的 MitM 特征. 在此基础上, 我们对缩减至 13/42 轮的 JH-512 进行了 MitM 原像攻击, 时间复杂度为 2^320, 相比当前已知最佳的 10 轮 2^325 原像攻击进一步改进. 虽然完整版 JH 依然被认为是安全的, 但本文提出的方法为 JH 及同类原语的密码分析提供了新的思路与工具支持.