本文關(guān)鍵詞：分組密碼分析方法的研究

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【摘要】：分組密碼是現(xiàn)代密碼學(xué)的重要組成部分,也是解決網(wǎng)絡(luò)空間信息安全問(wèn)題的一個(gè)有效手段。差分和線性類分析方法是分組密碼最重要的兩類分析方法,它們的出現(xiàn)及發(fā)展為分組密碼的分析理論奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文主要從三個(gè)方面研究了差分和線性類密碼分析方法。首先,針對(duì)國(guó)際上幾種比較流行的分組密碼算法,分別研究了它們抵抗差分分析和線性分析的能力;其次,基于已有的不可能差分分析和零相關(guān)線性分析的思想和方法,我們對(duì)尋找這兩種分析方法區(qū)分器的理論進(jìn)行了完善,并改進(jìn)了搜索不可能差分和零相關(guān)線性閉包的算法,該算法適用于絕大多數(shù)分組密碼,我們的結(jié)果對(duì)分組密碼的分析理論與設(shè)計(jì)理論都起到了積極的推進(jìn)作用;最后,我們將改進(jìn)的算法應(yīng)用于分組密碼RENCTANGLE和Fe W上,討論了這些算法抵抗不可能差分分析和零相關(guān)線性分析的能力,從而更全面的評(píng)估這些算法的安全性。本論文的主要貢獻(xiàn)如下:(1)研究了RENCTANGLE算法和Fe W算法抵抗差分分析和線性分析的能力。通過(guò)分析分組密碼的結(jié)構(gòu)和S盒的特征,找到了RENCTANGLE的5輪差分特征和8輪線性跡,以及Fe W的5輪迭代差分特征和5輪迭代線性跡。本文的研究結(jié)果可以用來(lái)對(duì)這兩個(gè)算法進(jìn)行約減輪數(shù)攻擊,這也是目前關(guān)于這兩個(gè)算法在差分分析和線性分析方面取得的較好結(jié)果。(2)提出了判定不可能差分和零相關(guān)線性閉包的新的算法。通過(guò)研究不可能差分與差分傳播系統(tǒng)之間的關(guān)系,以及零相關(guān)線性閉包與掩碼傳播系統(tǒng)之間的關(guān)系,得到了判定不可能差分和零相關(guān)線性閉包的等價(jià)條件�；谶@些等價(jià)條件,本文給出了不可能差分和零相關(guān)線性閉包的判定算法--NIDS方法,就理論分析來(lái)說(shuō),相比于原有的尋找不可能差分和零相關(guān)線性閉包的算法,該算法適用范圍更廣,挖掘到的中間信息更多,結(jié)果也將更好。(3)研究了RENCTANGLE算法和Fe W算法抵抗不可能差分分析和零相關(guān)線性分析的能力,得到了大量關(guān)于RENCTANGLE和Fe W的不可能差分和零相關(guān)線性閉包。我們將NIDS方法應(yīng)用到RENCTANGLE和Fe W上,分別找到了RECTANGLE的128條8輪不可能差分和64條8輪零相關(guān)線性閉包,以及Fe W的14400條6輪不可能差分和14400條8輪零相關(guān)線性閉包。找到的這些結(jié)果比在這兩個(gè)算法設(shè)計(jì)文檔中估計(jì)的更長(zhǎng)、更多。同時(shí),這些結(jié)果也證實(shí)了NIDS方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：分組密碼 差分分析 線性分析
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN918.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-15
• 1.1 分組密碼的研究背景11
• 1.2 分組密碼的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 第二章 基礎(chǔ)知識(shí)15-23
• 2.1 密碼分析中的假設(shè)和原則15-16
• 2.2 密碼分析的基本模型16-17
• 2.3 分組密碼的分析方法17-22
• 2.3.1 差分分析17-19
• 2.3.2 不可能差分分析19-20
• 2.3.3 線性分析20-22
• 2.3.4 零相關(guān)線性分析22
• 2.4 小結(jié)22-23
• 第三章 RECTANGLE和FeW的安全性分析23-35
• 3.1 RECTANGLE和FeW算法介紹23-25
• 3.1.1 RECTANGLE加密算法描述23-24
• 3.1.2 FeW加密算法描述24-25
• 3.2 RECTANGLE和FeW的差分分析25-30
• 3.2.1 RECTANGLE的差分分析26-28
• 3.2.2 FeW的差分分析28-30
• 3.3 RECTANGLE和FeW的線性分析30-35
• 3.3.1 RECTANGLE的線性分析30-33
• 3.3.2 FeW的線性分析33-35
• 第四章 不可能差分的代數(shù)自動(dòng)化搜索35-47
• 4.1 差分傳播系統(tǒng)35-38
• 4.1.1 基本部件的差分傳播表示35-37
• 4.1.2 差分傳播系統(tǒng)的建立37-38
• 4.2 差分傳播系統(tǒng)與不可能差分38-39
• 4.3 不可能差分的搜索算法39-44
• 4.3.1 差分傳播系統(tǒng)求解的基本思想39-40
• 4.3.2 單條不可能差分的判定算法40-42
• 4.3.3 不可能差分的自動(dòng)化搜索算法42-44
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果44-47
• 第五章 零相關(guān)線性閉包的代數(shù)自動(dòng)化搜索47-53
• 5.1 掩碼傳播系統(tǒng)47-50
• 5.1.1 基本部件的掩碼傳播表示47-48
• 5.1.2 掩碼傳播系統(tǒng)的建立48-50
• 5.2 掩碼傳播系統(tǒng)與零相關(guān)線性閉包50
• 5.3 零相關(guān)線性閉包的自動(dòng)化搜索50
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果50-53
• 第六章 總結(jié)53-55
• 參考文獻(xiàn)55-57
• 致謝57-59
• 附錄A：攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文目錄59-60
• 附錄B：RECTANGLE線性變換層的系數(shù)矩陣60-61
• 附錄C：FeW的線性變換層P的系數(shù)矩陣61

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