分组密码代数性质新评估方法研究

发布时间：2021-05-11 10:59

　　分组密码算法加解密速度快、易于软硬件实现和标准化,通常是信息加密、消息识别等环境中的核心加密算法,因此广泛应用于各类信息通信设备中。分组密码算法通常利用多输出布尔函数进行算法设计,且算法的安全性分析与多输出布尔函数的密码学性质息息相关。因此,分析多输出布尔函数的密码学性质对分组密码算法的安全性评估具有重要的研究意义。本文通过分析差分均匀度及代数次数两个安全性指标,对分组密码算法进行安全性评估。主要研究结果如下:1.对16轮的LiCi算法进行不可能差分分析。Patil等人于2017年提出LiCi轻量级分组密码算法,并声称“16轮的简化轮算法能够抵抗差分攻击及线性攻击”。利用S盒差分分布的不均匀性,结合中间相遇思想,构造了一个10轮的不可能差分区分器。在此基础上,向加解密方向各扩展3轮,利用S盒差分概率及密钥编排规律,给出了 16轮LiCi算法的密钥恢复方案。该攻击所需要的时间复杂度约为283.08次16轮加密,数据复杂度约为259.76选择明文,存储复杂度约为276.76数据块。证实了 16轮简化的LiCi算法无法抵抗不可能差分攻击。2.针对GIFT算法,构造出两条6轮的不可能差分区分器... 

【文章来源】：桂林电子科技大学广西壮族自治区

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    §1.1 研究背景及意义
    §1.2 代数性质研究现状
    §1.3 内容安排
第二章 预备知识
    §2.1 多输出布尔函数的密码学性质
        §2.1.1 非线性度
        §2.1.2 差分均匀度
        §2.1.3 代数免疫度
        §2.1.4 代数次数
    §2.2 差分均匀度的应用分析方法
        §2.2.1 差分均匀度的应用分析
        §2.2.2 差分分析的原理
        §2.2.3 不可能差分分析的基本原理
    §2.3 代数次数的计算及分析方法
        §2.3.1 代数次数计算的经典方法
        §2.3.2 与代数次数相关的密码分析方法
    §2.4 本章总结
第三章 基于LICI算法性质的新不可能差分分析
    §3.1 LICI算法简介
    §3.2 基于LICI算法性质的新不可能差分分析
        3.2.1 Li Ci算法性质
        3.2.2 Li Ci算法的不可能差分区分器
        3.2.3 Li Ci算法的密钥恢复
    §3.3 LICI算法的安全性分析
    §3.4 本章总结
第四章 基于GIFT算法S盒特性的新6轮不可能差分区分器
    §4.1 GIFT算法的安全性研究现状
    §4.2 GIFT算法简介
    §4.3 基于GIFT算法性质的新6轮不可能差分区分器
        §4.3.1 GIFT算法S盒的差分特性
        §4.3.2 GIFT算法的新6轮不可能差分区分器
    §4.4 本章总结
第五章 基于最大项追踪技术的新拟合评估方法应用研究
    §5.1 代数次数评估方法介绍
        §5.1.1 截断技术
        §5.1.2 数字映射
    §5.2 基于最大项追踪技术的新拟合评估方法
    §5.3 PRESENT及GIFT算法代数次数新拟合方法的应用分析
        §5.3.1 PRESENT算法简介
        §5.3.2 PRESENT及GIFT算法代数次数的拟合评估
        §5.3.3 PRESENT及GIFT算法的拟合评估结果分析
    §5.4 KECCAK算法代数次数新拟合评估方法的应用分析
        §5.4.1 Keccak算法简介
        §5.4.2 Keccak输出函数代数次数的拟合评估
        §5.4.3 Keccak算法拟合评估结果分析
    §5.5 本章总结
第六章 总结与展望
    §6.1 论文总结
    §6.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间主要研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]ISO/IEC JTC1/SC27武汉会议综述[J]. 刘贤刚,上官晓丽,孙彦.  信息技术与标准化. 2018(05)
[2]Impossible differential attack on Simpira v2[J]. Rui ZONG,Xiaoyang DONG,Xiaoyun WANG.  Science China（Information Sciences）. 2018(03)
[3]RECTANGLE: a bit-slice lightweight block cipher suitable for multiple platforms[J]. ZHANG WenTao,BAO ZhenZhen,LIN DongDai,Vincent RIJMEN,YANG Bo Han,Ingrid VERBAUWHEDE.  Science China（Information Sciences）. 2015(12)
[4]3GPP LTE国际加密标准ZUC算法[J]. 冯秀涛.  信息安全与通信保密. 2011(12)
[5]针对低轮PRESENT的代数攻击[J]. 卜凡,金晨辉.  计算机工程. 2010(06)

博士论文
[1]分组密码理论与某些关键技术研究[D]. 谷大武.西安电子科技大学 1998



本文编号：3181287