發(fā)布時間：2017-08-16 03:09

  本文關(guān)鍵詞：異構(gòu)模型下彩虹表密碼分析算法的改進(jìn)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：密碼分析的問題可以通過窮搜索或查表法解決。但是它們分別需要需要大量的時間與存儲空間。進(jìn)而,窮搜索與查表法存在比較大的局限。彩虹表密碼分析算法是時間與空間兩個維度上的一類折中算法。與前者相比,彩虹表的適用性更廣2003年,Oechslin提出了彩虹表算法,并使用它實(shí)現(xiàn)了對Win-dows XP登錄系統(tǒng)使用的LM算法的破解。但是,Oechslin沒有深入分析預(yù)計算所需要的時間。我們發(fā)現(xiàn),在彩虹表的很多應(yīng)用中,預(yù)計算所需的時間仍然在可接受的范圍之外。因此,本課題主要動機(jī)是減少預(yù)計算所需要的時間。近些年來,科學(xué)計算領(lǐng)域已經(jīng)開始大量采用基于中央處理器與圖形處理器的異構(gòu)模型。在所有異構(gòu)計算解決方案中,NVIDIA的統(tǒng)一計算架構(gòu)(CUDA)應(yīng)用最為廣泛。新架構(gòu)給我們帶來了新的機(jī)遇,與此同時也帶來了新的挑戰(zhàn)。鑒于彩虹表算法的實(shí)際需求以及CUDA異構(gòu)模型能提供的強(qiáng)大計算能力,本課題基于CUDA異構(gòu)模型,改進(jìn)與實(shí)現(xiàn)了彩虹表算法。具體而言,本文涉及的主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)如下：一、研究彩虹表算法,并提出改進(jìn)方案。本文分析了在線階段中,理論研究與工程實(shí)現(xiàn)之間的差異�；诖�,提出了優(yōu)化參數(shù)選擇與改進(jìn)表結(jié)構(gòu)的方法。優(yōu)化參數(shù)選擇側(cè)重在通用性。而改進(jìn)表結(jié)構(gòu)側(cè)重在一類新的結(jié)構(gòu)。二、研究CUDA編程模型,實(shí)現(xiàn)彩虹表算法。本文討論了CUDA編程的特性與優(yōu)化方法。首次全面考慮異構(gòu)模型的引進(jìn)對彩虹表每一個階段的影響。與此同時,考慮到圖形處理器的特點(diǎn),本文還討論了歸約函數(shù)的實(shí)現(xiàn)與線程參數(shù)的選擇。最后,基于彩虹表與圖形處理器的特性,對HMAC-MD5算法的實(shí)現(xiàn)提出了改進(jìn)的方法。三、基于改進(jìn)與實(shí)現(xiàn),完成了對比實(shí)驗(yàn)�；谔岢龅姆桨�,在多平臺上完成了離線與在線階段的對比實(shí)驗(yàn)。通過對比實(shí)驗(yàn),一方面,驗(yàn)證了文章中的一些結(jié)論；另外一方面,也驗(yàn)證了與傳統(tǒng)的計算模型相比,異構(gòu)模型下,離線階段與在線階段分別只需要1/40與1/3的成本。最后,通過深入分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,我們得出彩虹表的瓶頸在硬件與函數(shù)實(shí)現(xiàn)。破解的瓶頸則在對鏈重構(gòu)上
【關(guān)鍵詞】：彩虹表 密碼分析 圖形處理器 統(tǒng)一計算架構(gòu) HMAC-MD5
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN918.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 研究背景12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文的主要工作15-16
• 1.4 本文的內(nèi)容安排16-18
• 第二章 背景知識18-34
• 2.1 時空折中算法18-25
• 2.1.1 Hellman時空折中算法19-22
• 2.1.2 彩虹表密碼分析算法22-23
• 2.1.3 時空折中算法的比較23-25
• 2.2 CUDA并行編程25-31
• 2.2.1 CUDA編程模型25-29
• 2.2.2 CUDA優(yōu)化方法29-31
• 2.3 HMAC-MD531-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 彩虹表密碼分析算法的改進(jìn)34-46
• 3.1 在線階段34-35
• 3.1.1 執(zhí)行順序34
• 3.1.2 實(shí)際破解34-35
• 3.2 參數(shù)選擇與改進(jìn)35-40
• 3.2.1 度量標(biāo)準(zhǔn)35-38
• 3.2.2 通用方法38-40
• 3.3 改進(jìn)的表結(jié)構(gòu)40-44
• 3.3.1 RR結(jié)構(gòu)40-41
• 3.3.2 性能分析41-44
• 3.4 本章小結(jié)44-46
• 第四章 彩虹表密碼分析算法的實(shí)現(xiàn)46-60
• 4.1 框架設(shè)計46-50
• 4.1.1 離線階段46-48
• 4.1.2 在線階段48-50
• 4.2 具體實(shí)現(xiàn)50-55
• 4.2.1 歸約函數(shù)的實(shí)現(xiàn)50-52
• 4.2.2 CUDA線程參數(shù)52-55
• 4.3 函數(shù)實(shí)現(xiàn)55-58
• 4.3.1 指令級的優(yōu)化56
• 4.3.2 內(nèi)存吞吐優(yōu)化56-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析60-66
• 5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境60-62
• 5.2 對比實(shí)驗(yàn)62-63
• 5.2.1 離線階段62
• 5.2.2 在線階段62-63
• 5.3 結(jié)果分析63-64
• 5.4 本章小結(jié)64-66
• 第六章 總結(jié)和展望66-68
• 6.1 全文總結(jié)66-67
• 6.2 研究展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-74
• 致謝74-76
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄76-78

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3 吳t熻，

本文編號：681147