【摘要】：S盒是多數(shù)對稱密碼算法中用以保障安全性的非線性部件。由于S盒具有布爾結(jié)構(gòu),所以布爾函數(shù)的構(gòu)型成為S盒設(shè)計的重要基礎(chǔ)。BENT函數(shù)是理論上證明達到非線性度上界的一類布爾函數(shù),它滿足最高階擴散準(zhǔn)則,滿足嚴(yán)格雪崩準(zhǔn)則(SAC)。多輸出BENT函數(shù)還具有均勻的差分分布表。因此,BENT函數(shù)常被用作構(gòu)造S盒的數(shù)學(xué)模塊。針對BENT函數(shù)有非平衡性的S盒設(shè)計應(yīng)用缺陷,本論文研究了BENT函數(shù)與平衡S盒的關(guān)系,歸納出了BENT函數(shù)的平衡化改造方法,并以此為理論基礎(chǔ)研究了以BENT函數(shù)為部件構(gòu)造S盒的方法,最后完成了以本論文所研究S盒設(shè)計方法為內(nèi)核的S盒輔助設(shè)計軟件的設(shè)計與開發(fā),力求為設(shè)計自主可控的S盒提供理論方法與實現(xiàn)工具。本論文在下述三個方面展開了研究并取得成果。(1)BENT函數(shù)的平衡化方法通過對BENT函數(shù)的分析,結(jié)合已有的以BENT函數(shù)為部件構(gòu)造S盒的研究,歸納出三類設(shè)計S盒的BENT函數(shù)的平衡化改造方法:引入平衡化函數(shù);截取部分輸出值;擴充支持集。(2)以BENT函數(shù)為部件構(gòu)造S盒以BENT函數(shù)平衡化方法為理論依據(jù),分別研究了如何利用MM型和PS型BENT函數(shù)設(shè)計S盒,對所設(shè)計S盒的非線性度、代數(shù)次數(shù)、雪崩特性進行了理論分析,并討論了提升這些密碼學(xué)特性的途徑。由本文對S盒設(shè)計的研究可知,改變BENT函數(shù)的類型,選擇不同的平衡化函數(shù)或輸出值截取方法都可生成不同的S盒,且S盒的主要密碼學(xué)特性也可以不同,這為設(shè)計自主可控的S盒提供了理論方法。(3)S盒輔助設(shè)計軟件的設(shè)計與實現(xiàn)本論文設(shè)計與實現(xiàn)了一個以本文所研究S盒構(gòu)造方法為內(nèi)核的S盒輔助設(shè)計軟件,并介紹了它的需求分析、功能設(shè)計以及主要函數(shù)的算法流程。利用本文軟件構(gòu)造的部分S盒樣例及它們的特性測試結(jié)果表明:此軟件工具為設(shè)計自主可控S盒提供了一種可靠的實現(xiàn)工具。
【圖文】：

第i輪Feistel型加密過程示意圖

第i輪AES加密過程示意圖
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN918.1

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前5條

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本文編號：2673966