認(rèn)證加密算法保證了數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性,并具有數(shù)據(jù)源認(rèn)證功能。依靠對(duì)稱(chēng)密碼進(jìn)行設(shè)計(jì),解決了諸多實(shí)際問(wèn)題,在科研以及工程等領(lǐng)域具有廣泛的研究成果。算法的設(shè)計(jì)使用了邏輯運(yùn)算、S盒、AES輪函數(shù)、分組密碼、流密碼、可調(diào)密碼等各方面的研究,囊括了對(duì)稱(chēng)密碼的各個(gè)研究方向。認(rèn)證加密算法的設(shè)計(jì)主要有兩種。一是以S盒、AES輪函數(shù)、SM4輪函數(shù)等為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的專(zhuān)用認(rèn)證加密算法。二是以分組密碼、置換密碼、流密碼等為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的認(rèn)證加密工作模式。本文主要研究專(zhuān)用認(rèn)證加密算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。主要工作內(nèi)容如下:1.基于AES輪函數(shù)和廣義Feistel結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新的底層輪函數(shù),實(shí)現(xiàn)認(rèn)證加密算法。以抵抗內(nèi)部碰撞攻擊為安全性目標(biāo),利用混合整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃方法,搜索輪函數(shù)結(jié)構(gòu)中高效、滿(mǎn)足安全性目標(biāo)且最小活躍S盒較多的迭代結(jié)構(gòu),并以此設(shè)計(jì)了一個(gè)新的基于AES輪函數(shù)的認(rèn)證加密算法。該認(rèn)證加密算法具有抵抗碰撞攻擊、差分攻擊、線(xiàn)性攻擊等主流攻擊的能力,且運(yùn)行效率是認(rèn)證加密算法AES-GCM的2倍。2.基于Camellia-128算法輪函數(shù),設(shè)計(jì)了一個(gè)新的單程專(zhuān)用認(rèn)證加密算法CAE。其加解密算法和認(rèn)證碼生成算法以Camellia-128輪...

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新
    1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
2 基礎(chǔ)知識(shí)
    2.1 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)
    2.2 密碼學(xué)基礎(chǔ)
        2.2.1 混合整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃方法
        2.2.2 分組密碼與帶密鑰函數(shù)
        2.2.3 認(rèn)證加密算法
        2.2.4 安全性分析
        2.2.5 STK結(jié)構(gòu)
    2.3 本章小結(jié)
3 基于AES輪函數(shù)認(rèn)證加密算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.1 AES分組密碼算法
    3.2 基于AES的認(rèn)證加密算法輪函數(shù)的設(shè)計(jì)
        3.2.1 輪函數(shù)結(jié)構(gòu)
        3.2.2 安全性目標(biāo)
        3.2.3 搜索實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    3.3 認(rèn)證加密算法AMRAE
        3.3.1 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)與明文的填充
        3.3.2 算法輪函數(shù)
        3.3.3 AMRAE認(rèn)證加密的初始化
        3.3.4 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)處理
        3.3.5 明文加密過(guò)程
        3.3.6 認(rèn)證標(biāo)簽生成
        3.3.7 解密認(rèn)證過(guò)程
    3.4 AMRAE正確性分析
    3.5 AMRAE安全性分析
    3.6 AMRAE實(shí)現(xiàn)效率
    3.7 本章小結(jié)
4 基于CAMELLIA輪函數(shù)認(rèn)證加密算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.1 CAMELLIA分組密碼算法
        4.1.1 Camellia-128
        4.1.2 狀態(tài)更新函數(shù)
        4.1.3 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)和明文的數(shù)據(jù)填充
    4.2 基于CAMELLIA認(rèn)證加密算法
        4.2.1 符號(hào)說(shuō)明
        4.2.2 狀態(tài)初始化過(guò)程
        4.2.3 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)處理過(guò)程
        4.2.4 加密處理過(guò)程
        4.2.5 認(rèn)證碼生成過(guò)程
        4.2.6 解密認(rèn)證過(guò)程
    4.3 正確性分析
    4.4 安全性分析
        4.4.1 初始化與關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)處理過(guò)程安全性
        4.4.2 加密處理過(guò)程安全性
        4.4.3 認(rèn)證碼生成過(guò)程安全性
    4.5 效率分析
    4.6 本章小結(jié)
5 基于SM4 輪函數(shù)的可調(diào)認(rèn)證加密算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    5.1 SM4 分組密碼算法
    5.2 基于SM4 輪函數(shù)可調(diào)分組密碼算法
    5.3 基于SM4 輪函數(shù)可調(diào)認(rèn)證加密算法
        5.3.1 數(shù)據(jù)初始化過(guò)程
        5.3.2 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)處理過(guò)程
        5.3.3 加密處理過(guò)程
        5.3.4 認(rèn)證碼生成過(guò)程
        5.3.5 解密認(rèn)證過(guò)程
    5.4 正確性分析
        5.4.1 可調(diào)分組密碼SMT正確性分析
        5.4.2 可調(diào)認(rèn)證加密算法SMTAE正確性分析
    5.5 安全性分析
    5.6 效率分析
    5.7 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
作者攻讀學(xué)位期間取得的研究成果



本文編號(hào)：3761178