發(fā)布時間：2023-03-12 07:01

　　認證加密算法保證了數據的機密性和完整性,并具有數據源認證功能。依靠對稱密碼進行設計,解決了諸多實際問題,在科研以及工程等領域具有廣泛的研究成果。算法的設計使用了邏輯運算、S盒、AES輪函數、分組密碼、流密碼、可調密碼等各方面的研究,囊括了對稱密碼的各個研究方向。認證加密算法的設計主要有兩種。一是以S盒、AES輪函數、SM4輪函數等為基礎設計的專用認證加密算法。二是以分組密碼、置換密碼、流密碼等為基礎設計的認證加密工作模式。本文主要研究專用認證加密算法的設計與實現。主要工作內容如下:1.基于AES輪函數和廣義Feistel結構設計新的底層輪函數,實現認證加密算法。以抵抗內部碰撞攻擊為安全性目標,利用混合整數線性規(guī)劃方法,搜索輪函數結構中高效、滿足安全性目標且最小活躍S盒較多的迭代結構,并以此設計了一個新的基于AES輪函數的認證加密算法。該認證加密算法具有抵抗碰撞攻擊、差分攻擊、線性攻擊等主流攻擊的能力,且運行效率是認證加密算法AES-GCM的2倍。2.基于Camellia-128算法輪函數,設計了一個新的單程專用認證加密算法CAE。其加解密算法和認證碼生成算法以Camellia-128輪...

【文章頁數】：66 頁

【學位級別】：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 國內外研究現狀
    1.3 研究內容與創(chuàng)新
    1.4 論文組織結構
2 基礎知識
    2.1 數學基礎知識
    2.2 密碼學基礎
        2.2.1 混合整數線性規(guī)劃方法
        2.2.2 分組密碼與帶密鑰函數
        2.2.3 認證加密算法
        2.2.4 安全性分析
        2.2.5 STK結構
    2.3 本章小結
3 基于AES輪函數認證加密算法設計與實現
    3.1 AES分組密碼算法
    3.2 基于AES的認證加密算法輪函數的設計
        3.2.1 輪函數結構
        3.2.2 安全性目標
        3.2.3 搜索實驗結果
    3.3 認證加密算法AMRAE
        3.3.1 關聯數據與明文的填充
        3.3.2 算法輪函數
        3.3.3 AMRAE認證加密的初始化
        3.3.4 關聯數據處理
        3.3.5 明文加密過程
        3.3.6 認證標簽生成
        3.3.7 解密認證過程
    3.4 AMRAE正確性分析
    3.5 AMRAE安全性分析
    3.6 AMRAE實現效率
    3.7 本章小結
4 基于CAMELLIA輪函數認證加密算法設計與實現
    4.1 CAMELLIA分組密碼算法
        4.1.1 Camellia-128
        4.1.2 狀態(tài)更新函數
        4.1.3 關聯數據和明文的數據填充
    4.2 基于CAMELLIA認證加密算法
        4.2.1 符號說明
        4.2.2 狀態(tài)初始化過程
        4.2.3 關聯數據處理過程
        4.2.4 加密處理過程
        4.2.5 認證碼生成過程
        4.2.6 解密認證過程
    4.3 正確性分析
    4.4 安全性分析
        4.4.1 初始化與關聯數據處理過程安全性
        4.4.2 加密處理過程安全性
        4.4.3 認證碼生成過程安全性
    4.5 效率分析
    4.6 本章小結
5 基于SM4 輪函數的可調認證加密算法設計與實現
    5.1 SM4 分組密碼算法
    5.2 基于SM4 輪函數可調分組密碼算法
    5.3 基于SM4 輪函數可調認證加密算法
        5.3.1 數據初始化過程
        5.3.2 關聯數據處理過程
        5.3.3 加密處理過程
        5.3.4 認證碼生成過程
        5.3.5 解密認證過程
    5.4 正確性分析
        5.4.1 可調分組密碼SMT正確性分析
        5.4.2 可調認證加密算法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
6 總結與展望
參考文獻
作者攻讀學位期間取得的研究成果



本文編號：3761178