流密码设计中布尔函数的构造与分析

发布时间：2020-08-16 20:18

【摘要】：在流密码设计中,对密钥流生成器的研究可以归结为对流密码系统中所使用的布尔函数的研究。为了抵抗各种已知密码攻击,流密码系统中所使用的布尔函数须同时满足以下几个性质：平衡性,高非线性度,高代数次数,良好的(快速)代数免疫性,适当的弹性阶以及良好的自相关性质。本论文主要对流密码设计中所使用的具有良好密码学性质的布尔函数进行研究。首先,通过修改Maiorana-McFarland Bent函数类,我们构造了一类变元个数为偶数,满足严格雪崩准则且具有良好整体扩散特征的平衡布尔函数。与同类函数相比,这类函数的非线性度,自相关绝对值指标以及自相关平方和指标均同时优于先前学者的结果。其次,通过修改Tu-Deng函数,我们构造了一类具有良好密码学性质的偶数变元平衡布尔函数。这类函数具有平衡布尔函数的最大代数次数,其非线性度和平衡布尔函数的已知最大非线性度相同。若假设Tu-Deng猜想正确,这类函数具有最优的代数免疫度。再次,我们构造了两类具有良好密码学性质的1阶弹性布尔函数。第一类1阶弹性布尔函数是通过修改Tu-Deng函数得到的,若假设Tu-Deng猜想正确,这类函数至少具有几乎最优的代数免疫度。并且,这类函数的代数次数达到1阶弹性函数的最大值,其非线性度下界优于已知1阶弹性函数的最大非线性度下界。第二类1阶弹性布尔函数是通过修改Tang-Carlet-Tang函数得到的,这类函数具有可证明的最优代数免疫度。并且,这类函数具有1阶弹性布尔函数的最大代数次数,大的非线性度下界以及良好的快速代数免疫性。接着,利用择多逻辑函数,我们构造了一类变元个数为奇数的最优代数免疫平衡布尔函数。并且,这类平衡函数满足严格雪崩准则,是已知的第一类具有最优代数免疫度且满足严格雪崩准则的平衡布尔函数。我们给出了这类函数的非线性度和代数次数。最后,我们给出了一类最简Partial Spread Bent函数的非线性度轮廓的一个下界以及一类Maiorana-McFarland Bent函数的二阶非线性度的一个下界。前者优于Carlet先前给出的结果；后者包含了Gangopadhyay等的已知结果。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN918.2;O153.2

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 于帅珍;;基于小波变换的彩色图像双盲水印算法[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年02期

2 李卷孺;谷大武;张媛媛;;一类SPN结构密码设备的故障注入攻击技术(英文)[J];北京交通大学学报;2010年05期

3 李新社;杜晓辉;尹毅峰;胡予濮;;多态密码机制的改进及其严格雪崩特性分析[J];北京工业大学学报;2009年06期

4 曹华平,罗守山,温巧燕,杨义先;AES算法轮密钥与种子密钥之间的关系研究[J];北京邮电大学学报;2002年04期

5 张凤荣;胡予濮;谢敏;高军涛;;有限域上二次Bent函数的构造[J];北京邮电大学学报;2010年03期

6 崔灵果;曹元大;;Design of Optimal Diffusion Layers for SPN Block Ciphers[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);2006年03期

7 何波;罗龙艳;肖迪;;迭代混沌映射的S盒构造方法[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2010年01期

8 孙旭;李雪梅;鲁长江;;分组密码算法的研究与实现[J];成都理工大学学报(自然科学版);2006年06期

9 赵剑;杜钦生;王冰冰;;分组密码发展现状[J];长春大学学报;2006年12期

10 胡廉民;张九华;;分组密码算法的测试方法研究[J];电子科技大学学报;2007年04期

相关硕士学位论文 前10条

1 牛建光;ATN中敏感信息关键技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 钦娜;幼儿园管理信息系统设计与实现[D];中国海洋大学;2010年

3 刘宝慧;D.R.斯汀森《密码学》中一些传统编码与破译方法的改进[D];青海师范大学;2010年

4 江明明;布尔函数的代数免疫性[D];淮北师范大学;2010年

5 刘杨;基于混沌映射的分组密码研究[D];华东理工大学;2011年

6 顾海文;分组密码抗差分攻击分析技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年

7 师国栋;分组密码算法统一描述模型研究[D];解放军信息工程大学;2009年

8 元彦斌;密码性能优良的几类多值逻辑函数的研究[D];解放军信息工程大学;2009年

9 曾绍昆;反弹攻击在AES结构Hash函数中的应用与研究[D];西安电子科技大学;2011年

10 穆昭薇;流密码算法Salsa20的安全性研究[D];西安电子科技大学;2011年

本文编号：2794889