【摘要】：信息安全的重要基礎(chǔ)就是密碼學(xué)理論和密碼技術(shù)。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,輕量級分組密碼算法安全的研究成為了一個重要的課題。互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也推動者通信行業(yè)的不斷進步,資源受限的設(shè)備中都要用到能耗低同時安全性高的密碼算法,也因此輕量級分組密碼算法的研究越來越受到密碼學(xué)家的廣泛關(guān)注。差分密碼分析開始主要是針對DES提出的一種密碼分析方法,但是它仍然能有效的運用到類似結(jié)構(gòu)的密碼算法中。差分密碼分析屬于一種選擇明文攻擊,差分密碼主要利用的是明文對和密文對之間相互影響從而恢復(fù)部分或者全部密鑰比特。與窮舉搜索攻擊相比,差分密碼分析更有效,也是迄今為止攻擊迭代類型的分組密碼的有效方法之一。對差分分析的研究的核心就是研究非線性部分的差分特征,即S盒的差分特征,所以在分析時重點是S的差分特征。MIBS是一個Feistel結(jié)構(gòu)的輕量級分組密碼算法,輪函數(shù)的結(jié)構(gòu)是SP型并且密鑰長度是64比特或者80比特。MIBS的主要特點是功耗低并且硬件實現(xiàn)簡單。本文通過深入研究差分密碼的理論,結(jié)合了MIBS的具體結(jié)構(gòu),在Mitsuru Matsui算法的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化,設(shè)計出一個搜索算法。利用優(yōu)化以后的搜索算法能在較短的時間搜索出多輪的MIBS的最大差分特征和概率。DESL作為DES的改進版本,也是一種輕量級分組密碼算法。結(jié)合DESL的S盒的設(shè)計準則,本文利用計算機得到了具體的S盒的差分分布表。通過深入研究S盒的差分的特點,設(shè)計出DESL的輪特征搜索算法,并且得到了典型的幾個輪特征及其概率。
[Abstract]:The important foundation of information security is cryptography theory and cryptography technology. With the development of Internet of things, the research on the security of lightweight block cipher has become an important subject. The development of the Internet also promotes the continuous progress of the communication industry. The low energy consumption and high security cryptographic algorithms are used in resource-constrained devices. Therefore, the research of lightweight block cipher algorithms has been paid more and more attention by cryptographers. Differential cryptanalysis is mainly a cryptographic analysis method proposed by DES, but it can still be effectively applied to similar cryptographic algorithms. Differential cipher analysis is a selective plaintext attack. Differential cryptography mainly uses the interaction between plaintext pair and ciphertext pair to recover some or all of the key bits. Compared with exhaustive search attacks, differential cryptanalysis is more effective and one of the effective methods to attack iterative block ciphers so far. The core of the research on differential analysis is to study the differential characteristics of the nonlinear part, that is, the differential characteristic of the S-box, so the emphasis is on the differential characteristic of S in the analysis. MIBS is a lightweight block cipher algorithm with Feistel structure. The structure of the wheel function is SP and the key length is 64 bits or 80 bits. The main characteristics of MIBS are low power consumption and simple hardware implementation. In this paper, we study the theory of differential cryptography, combine the structure of MIBS and optimize it on the basis of Mitsuru Matsui algorithm, and design a search algorithm. Using the optimized search algorithm, the maximum difference characteristic and probability of multi-round MIBS can be found in a short time. As an improved version of DES, DESL is also a lightweight block cipher algorithm. Combined with the design criterion of S-box of DESL, the differential distribution table of S-box is obtained by computer in this paper. By studying the difference characteristic of S-box, the algorithm of wheel feature search for DESL is designed, and some typical wheel features and their probabilities are obtained.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN918.1

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本文編號：2382970