本文關(guān)鍵詞：SMS4算法的白盒密碼算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：近年來(lái),隨著密碼攻擊方式的發(fā)展,傳統(tǒng)的黑盒密碼攻擊模型顯得越來(lái)越脆弱。不同于傳統(tǒng)的密碼攻擊模型,白盒攻擊模型賦予了攻擊者更多的能力,在白盒攻擊環(huán)境下,攻擊者對(duì)密碼算法的運(yùn)行擁有完全的控制權(quán),并且能夠觀察及更改軟件運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)。能夠抵抗白盒攻擊的密碼算法稱為白盒密碼。設(shè)計(jì)白盒密碼的目的是為了在白盒攻擊環(huán)境中,對(duì)密鑰信息進(jìn)行隱藏,有效地防止攻擊者在白盒攻擊環(huán)境中獲得密鑰信息。因此,設(shè)計(jì)安全高效的白盒密碼算法具有非常重要的意義。SMS4算法是我國(guó)用于無(wú)線局域網(wǎng)產(chǎn)品的第一個(gè)分組密碼算法,受到廣泛應(yīng)用。本文的研究目標(biāo)是設(shè)計(jì)安全高效的白盒SMS4密碼算法,并且開(kāi)發(fā)出白盒SMS4算法應(yīng)用軟件。主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)對(duì)白盒密碼及其設(shè)計(jì)方法和安全性評(píng)估進(jìn)行了系統(tǒng)學(xué)習(xí)和總結(jié);分析了肖雅瑩等人提出的白盒SMS4算法的設(shè)計(jì)特點(diǎn);分析林婷婷等對(duì)肖-白盒SMS4算法的攻擊方法以及其能夠攻擊成功的原因。(2)在肖-白盒SMS4算法的基礎(chǔ)上提出兩種改進(jìn)算法,并對(duì)改進(jìn)算法進(jìn)行效率分析和安全性分析。改進(jìn)算法一將肖-白盒SMS4算法中的四個(gè)查找表改為兩個(gè)查找表,節(jié)省了查表次數(shù),但增大了存儲(chǔ)空間;從安全性方面來(lái)講,改進(jìn)算法一可以將攻擊時(shí)間復(fù)雜度提高至少2倍。改進(jìn)算法二簡(jiǎn)化了肖-白盒SMS4算法中的參數(shù)i jP?、i4P??和i4P??,這樣在計(jì)算保存參數(shù)的過(guò)程中會(huì)減小計(jì)算的復(fù)雜度,簡(jiǎn)化參數(shù)后的白盒多樣性和白盒含混度仍能滿足一定的安全性;另一方面增加了外部編碼,完善了白盒SMS4算法。(3)針對(duì)改進(jìn)的白盒SMS4算法,完成白盒SMS4算法的軟件實(shí)現(xiàn),并在MFC上開(kāi)發(fā)出可視化加解密應(yīng)用軟件;并且將白盒SMS4算法與黑盒SMS4算法進(jìn)行比較,從實(shí)現(xiàn)效率、運(yùn)行速度以及安全性等方面分別進(jìn)行分析。白盒SMS4算法能夠在白盒攻擊環(huán)境中有效地保護(hù)密鑰信息,拓寬了SMS4算法的應(yīng)用領(lǐng)域。
【關(guān)鍵詞】：白盒密碼 白盒攻擊環(huán)境 SMS4算法
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN918
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-16
• 1.1 研究背景與意義12-13
• 1.2 白盒密碼研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 研究目標(biāo)及研究?jī)?nèi)容14
• 1.4 本文結(jié)構(gòu)安排14-16
• 第二章 基礎(chǔ)知識(shí)16-26
• 2.1 密碼學(xué)相關(guān)基本概念16-18
• 2.1.1 密碼體制16-17
• 2.1.2 密碼攻擊17-18
• 2.2 白盒密碼18-23
• 2.2.1 白盒密碼概述18-20
• 2.2.2 白盒密碼的設(shè)計(jì)方法20-22
• 2.2.3 白盒密碼安全性分析方法22-23
• 2.3 密碼算法評(píng)估23-24
• 2.3.1 密碼算法的安全性評(píng)估24
• 2.3.2 密碼算法的實(shí)現(xiàn)效率評(píng)估24
• 2.4 本章小結(jié)24-26
• 第三章 白盒SMS4密碼算法26-45
• 3.1 SMS4算法26-30
• 3.1.1 算法整體結(jié)構(gòu)26-28
• 3.1.2 輪函數(shù)28
• 3.1.3 加/解密算法28-29
• 3.1.4 密鑰擴(kuò)展算法29-30
• 3.2 肖-白盒SMS4算法30-44
• 3.2.1 肖-白盒SMS4算法描述30-34
• 3.2.2 肖-白盒SMS4的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度分析34
• 3.2.3 肖-白盒SMS4的安全性分析34-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 第四章 白盒SMS4算法設(shè)計(jì)45-55
• 4.1 白盒SMS4改進(jìn)算法一45-49
• 4.1.1 改進(jìn)算法一算法描述45-46
• 4.1.2 改進(jìn)算法一實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度分析46
• 4.1.3 改進(jìn)算法一安全性分析46-49
• 4.2 白盒SMS4改進(jìn)算法二49-53
• 4.2.1 改進(jìn)算法二算法描述49-51
• 4.2.2 改進(jìn)算法二的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度分析51-52
• 4.2.3 改進(jìn)算法二的安全性分析52-53
• 4.3 本章小結(jié)53-55
• 第五章 白盒SMS4算法的軟件實(shí)現(xiàn)55-69
• 5.1 需求分析與整體結(jié)構(gòu)55-56
• 5.1.1 需求分析55
• 5.1.2 整體結(jié)構(gòu)55-56
• 5.2 算法模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)56-61
• 5.2.1 參數(shù)配置56-58
• 5.2.2 查找表實(shí)現(xiàn)58-60
• 5.2.3 加/解密60-61
• 5.3 白盒SMS4算法應(yīng)用軟件61-67
• 5.3.1 應(yīng)用軟件功能61-62
• 5.3.2 應(yīng)用軟件實(shí)例62-65
• 5.3.3 白盒SMS4與黑盒SMS4算法比較65-67
• 5.4 本章小結(jié)67-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 本文總結(jié)69-70
• 6.2 進(jìn)一步研究工作70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 碩士研究生期間的研究成果75-76

【相似文獻(xiàn)】

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