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一种基于分组密码算法的设计和分析

作　者: 卢沈强
导　师: 胡波；郭彦平
学　校: 河北科技大学
专　业: 应用数学
关键词: 分组密码 S盒 P盒混乱扩散攻击
分类号: TN918.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 30次
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内容摘要

随着计算机和通信技术的发展,人们对信息的安全存储、安全处理和安全传输的需求越来越迫切,信息的安全保护问题就显得越来越重要。而解决这一问题的有效手段之一是使用现代密码技术,分组密码是如今被广泛使用的一类密码,也是国际上公开的密码算法中最活跃的一个分支。分组密码的设计就是找到一种算法,能在密钥的控制下从一个足够大且足够好的置换子集中简单而迅速的选出一个置换,用来对当前输入的明文进行加密交换,其设计理念是保密依赖于密钥,而算法大多公开。本文主要研究了分组密码算法的一般原理和设计方法,给出了一种分组密码算法的设计并分析了它的一些性质,全文共分四部分,主要内容如下:第一章,介绍分组密码的研究背景和国内外的研究现状以及本文研究的主要内容。第二章,介绍分组密码的基本概念,简要分析了它的基本结构包括S盒和P盒,并研究了它的设计原理和设计准则如:混乱和扩散及Feistel密码结构,给出了两种重要的密码分析方法。第三章,在结合分组密码算法的设计原理和遵循分组密码算法的设计准则下,提出了一个嵌套Feistel结构的SP型分组密码的模型。采用该模型,只需适当选取密码特性好的非线性模块和线性模块,就可以构造出具有很好地抵抗差分密码分析和线性密码分析的能力、加解密相似的分组密码算法。第四章,采用上述密码模型,给出了一个用该模型构造的具体的分组密码算法。并对该算法作了一些初步的密码分析和详细的统计测试,结果表明:该算法足够抵抗一些已知的密码分析、具有很好的统计性能。第五章,对该算法进行安全性评估并最终得出结论:该算法能够有效抵抗目前一般的攻击和分析方法,且算法简单、快捷、易于实现。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-14
  1.1 分组密码的研究背景与意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
  1.3 本文研究的主要内容  13-14
第2章分组密码的基本理论和技术问题  14-21
  2.1 密码体制  14-15
  2.2 分组密码的概念  15
  2.3 分组密码的整体结构  15-16
    2.3.1 代换盒  16
    2.3.2 置换盒  16
  2.4 分组密码的原理和设计准则  16-18
    2.4.1 分组密码的加密原理  16-17
    2.4.2 分组密码的设计准则  17-18
  2.5 差分分析和线性分析  18-21
第3章分组密码模型的设计  21-29
  3.1 Feistel 模型和SP 网络模型  21-22
  3.2 有单位元的交换环上向量的非线性对等变换  22-25
  3.3 一个类Feistel 密码模型  25-26
  3.4 新的加密模型  26-29
第4章对S 盒代数性质的分析  29-43
  4.1 布尔函数的定义与表示  29-31
  4.2 S 盒的次数  31
  4.3 布尔表达式的非线性度和Ｓ盒的非线性度  31-33
  4.4 代换盒的严格雪崩特性与扩散特性  33-34
  4.5 S 盒差分特性  34-37
  4.6 S 盒布尔函数Ｗalsh 谱  37-40
  4.7 S 盒代数表达式  40-41
  4.8 S 盒的循环特性和不动点  41-43
第5章算法的安全性  43-46
结论  46-47
参考文献  47-52
攻读硕士学位期间所发表的论文  52-53
致谢  53

一种基于分组密码算法的设计和分析

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