本文關鍵詞：輕量級混沌分組密碼研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作為對稱密碼體制中的一個重要分支,分組密碼不但在信息與網(wǎng)絡安全中的數(shù)據(jù)加密方面扮演著重要角色,而且在消息認證、密鑰管理等領域也有著核心的應用。隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起、智能卡的大量應用,應用在資源有限環(huán)境中的輕量級分組密碼成為了人們研究的熱點。本文結(jié)合混沌系統(tǒng),研究了輕量級混沌分組密碼的設計、分析等內(nèi)容,主要工作包括以下幾個方面：(1)總結(jié)了分組密碼算法設計、分析及混沌映射的一些基本理論。首先介紹了分組密碼的一般數(shù)學模型和設計時要遵循的一些基本原則。其次,對差分分析、線性分析等常用的分組密碼安全分析方法和分組密碼的五種工作模式行了回顧。最后,對混沌系統(tǒng)與現(xiàn)代密碼學之間的聯(lián)系進行了說明并歸納了幾種常見的混沌映射模型及其離散化整數(shù)化的方法。(2)結(jié)合混沌系統(tǒng)與現(xiàn)代分組密碼中經(jīng)典的密碼結(jié)構(gòu),提出了一種基于廣義Feistel結(jié)構(gòu)的的混沌分組密碼算法,算法在同一輪中采用了兩個不同的輪函數(shù),提高了算法的安全性,兩個輪函數(shù)的精簡設計,使得算法能夠以較少的運算獲得較好的混淆和擴散法特性,同時在各分支之間采用了基于離散二維貓映射的混合變換,加快了各組之間數(shù)據(jù)擴散的速度,理論和實驗結(jié)果表明,算法達到了較好的混淆擴散效果并具有較好的密鑰敏感特性。(3)針對原算法輪函數(shù)內(nèi)擴散層及混合變換的分支數(shù)未達到最優(yōu)的情況,提出了一種基于循環(huán)移位異或思想的新的擴散層的設計方法,并對混合運算和密鑰編排進行了改進優(yōu)化,同時,對算法抵抗差分和線性攻擊的能力進行了安全分析,并用統(tǒng)計測試的方法評估了算法的混淆和擴散性能。此外,還對算法進行了FPGA仿真,通過仿真對算法的硬件資源占用情況進行了估算。結(jié)果表明,該算法資源占用較少,運算效率較高。最后,全面總結(jié)了論文的工作,并展望了以后的研究工作。
【關鍵詞】：混沌映射 輕量級 分組密碼 廣義Feistel結(jié)構(gòu)
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O415.5;TN918.1
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 課題研究的背景和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 分組密碼的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 混沌分組密碼的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 主要研究內(nèi)容及論文組織結(jié)構(gòu)17-18
• 第2章 分組密碼與混沌系統(tǒng)的基本理論18-32
• 2.1 分組密碼基本知識18-25
• 2.1.1 分組密碼的一般模型18
• 2.1.2 分組密碼的設計原則18-19
• 2.1.3 分組密碼的整體結(jié)構(gòu)19-21
• 2.1.4 分組密碼的工作模式21-24
• 2.1.5 分組密碼常見的分析方法24-25
• 2.2 混沌與密碼學25-31
• 2.2.1 混沌定義及其基本特征25-26
• 2.2.2 混沌理論和密碼學的關系26-27
• 2.2.3 常見混沌及其整數(shù)離散化方法27-31
• 2.3 本章小結(jié)31-32
• 第3章 輕量級混沌分組密碼的設計32-42
• 3.1 基于廣義Feistel的輕量級混沌密碼算法32-36
• 3.1.1 整體結(jié)構(gòu)32-33
• 3.1.2 輪函數(shù)的設計33-35
• 3.1.3 線性混合變換35-36
• 3.2 密鑰的生成36-38
• 3.2.1 混沌映射的選擇及其離散化方法36-37
• 3.2.2 白化密鑰和輪密鑰的生成37-38
• 3.3 算法的仿真與分析38-41
• 3.3.1 算法混淆和擴散效果分析38-39
• 3.3.2 密鑰敏感性分析39-40
• 3.3.3 密鑰空間分析40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 輕量級混沌分組密碼的優(yōu)化與分析42-62
• 4.1 優(yōu)化算法描述42-46
• 4.1.1 基于SPS結(jié)構(gòu)的輪函數(shù)F43-44
• 4.1.2 基于環(huán)映射的混合變換MT44-45
• 4.1.3 密鑰擴展算法45-46
• 4.2 算法安全性能分析46-55
• 4.2.1 擴散層擴散性能分析46-48
• 4.2.2 混合變換MT擴散性能分析48
• 4.2.3 S盒相關安全分析48-49
• 4.2.4 差分/線性密碼分析49-51
• 4.2.5 算法混淆和擴散性能分析51-55
• 4.3 算法的硬件仿真55-62
• 4.3.1 算法仿真平臺簡介55-56
• 4.3.2 硬件實現(xiàn)的方式56-59
• 4.3.3 硬件仿真結(jié)果59-60
• 4.3.4 算法硬件資源占用分析60-62
• 總結(jié)與展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-69
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及參與的科研項目69

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 成彬;王冬艷;韓憲生;胡波;;密碼算法中的循環(huán)移位“異或”運算實質(zhì)性研究[J];微型機與應用;2011年11期

  本文關鍵詞：輕量級混沌分組密碼研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：461763