基于无理数的DES加密算法

首先介绍数据加密标准（Data Encryption Standard,DES）和高级加密标准（Advanced Encryption Standard,AES）,并对其安全性进行分析,然后提出基于无理数的DES加密方案。该方案利用无理数的伪混沌特性对密钥空间进行扩展,增加子密钥产生的随机性,使得每一组16次迭代所使用的子密钥各不相同,能够以和DES相同的时间开销,获得和AES相同的密钥空间。     

基于超混沌序列的分组密码算法及其应用

利用混沌现象的“蝴蝶”效应和难以预测性等特点，提出利用超混沌序列改进分组密码算法的思想，实现基于超混沌序列的DES（数据加密标准）和AES（高级加密标准）算法，给出改进算法用于加密文本和图像数据的应用实例，分析比较改进后的算法和传统分组密码算法在安全性和抗破译性方面的性能。研究表明，分组密码算法和超混沌序列技术结合能够进一步提高系统的安全性和抗破译性能。     

基于动态策略的S盒设计研究

分组密码作为信息安全应用的主流加密方法,在无线传感器网络中也得到了广泛应用。而S盒作为分组密码算法的核心模块之一,其设计好坏直接影响着整个密码算法。为了在有限的资源下,提高分组密码算法的安全强度,对分组密码算法以及S盒构造设计进行了深入的分析研究,结合Feistel架构和S盒重构的思想,提出了动态S盒的设计方案,并对其进行了相关分析验证。结果表明,经过该设计,安全性能确实有所提高。     

AES加密算法的原理与设计实现

2001年11月，NIST确定新的加密算法Rijndael为高级加密标准（AES），以取代安全性已经不能满足需要的的原数据加密标准（DES）。AES属于对称分组密码，可用128、192、256位密钥对128位的分组明文明文行加解密。本文在分析其算法结构和性能特点的基础上，作出了具体的设计实现。     

DES算法的S盒的设计优化

DES(数据加密标准)算法被广泛应用于软件加密和硬件加密。S盒是DES算法中的一个关键环节,它的设计好坏直接影响DES的加密性能。VHDL(甚高速集成电路硬件描述语言)是借助EDA(电子设计自动化)工具进行硬件设计的基本描述语言。文中结合VHDL的特点,对使用VHDL设计S盒进行了一些分析,综合速度、资源利用率等提出了最优方案。     

一种抗错误注入攻击的S盒的构造

分组密码是现代密码学的重要组成部分,而S盒又是分组密码中必不可少的非线性组件,为密码算法提供了很好的混淆作用.无论是传统分组密码中的S盒还是轻量级分组密码中的S盒都非常容易受到错误注入攻击.本文通过具有线性或非线性邻域函数的元胞自动机设计了一种可以检测两个字节错误并纠正一个字节错误的S盒,以抵抗错误注入攻击.对比Advanced Encryption Standard(AES)中的S盒,虽然密码性能有所下降,但是可以抵抗错误注入攻击.并且,本文还考虑了回旋镖均匀度这个密码安全性指标,用于衡量S盒抗回旋镖攻击的能力.     

DES加密算法的高速FPGA实现

DES(数据加密标准)算法是一种应用广泛的分组密码算法.文中在分析算法机理的基础上,对如何用FPGA(现场可编程门阵列)高速实现算法进行了分析和讨论,详细阐述了子密钥生成、S盒设计、流水线设计及子密钥延迟控制的方法,采用Verilog硬件描述语言对算法进行了FPGA仿真,并对算法的性能进行了分析.     

AES算法的密码分析与快速实现

高级加密标准(AES)确定分组密码Rijndael为其算法,取代厂泛使用了20多年的数据加密标准(DES),该算法将在各行业各部门获得广泛的应用.文章以DES为参照对象,阐述了Rijndael算法的设计特色,介绍了AES在密码分析方面国内外已有的一些理论分析成果,描述了AES算法采用软件和硬件的快速实现方案.     

基于持续性故障的分组密码算法S盒表逆向分析

基于故障注入的逆向分析技术通过向运行保密算法的设备中注入故障,诱导异常加密结果产生,进而恢复保密算法内部结构和参数.在除S盒表外其他运算结构已知的前提下,本文基于持续性故障提出了一种分组密码算法S盒表逆向分析方法.我们利用算法中使用故障元素的S盒运算将产生错误中间状态并导致密文出错这一特点,构造特殊的明文和密钥,诱导保密算法第二轮S盒运算取到故障值,从而逆向推导出第一轮S盒运算的输出,进而恢复出保密算法S盒表的全部元素.以类AES-128(Advanced Encryption Standard-128)算法为例,我们的方法以1 441 792次加密运算成功恢复出完整S盒表,与现有的其他逆向分析方法进行对比,新方法在故障注入次数和计算复杂度上有明显优势.进一步,我们将该方法应用于类SM4算法,并以1 900 544次加密运算恢复出保密S盒表.最后,我们综合考虑了分组密码算法的两种典型结构Feistel和SPN(Substitution Permutation Network)的特点,对新方法的普适性进行了讨论,总结出适用算法需具备的条件.     

基于可变S盒的分组密码算法及其在媒体网关中的应用

分组密码算法是信息安全领域中最为重要的加解密技术之一。与传统的分组密码不同，该算法具有可变的S盒和变化的循环加密结构，从而大大提高了抗差分攻击和线性攻击的能力。结合某媒体网关的设计项目，研究了该算法并详细探导了其设计方法。员后，测试了算法的实际性能。     

基于DES的蓝牙安全机制研究

蓝牙作为一种短距离无线通信技术具有诸多优势,但蓝牙在设计之初对安全性的考虑不周导致了它的应用受限。分析了蓝牙的安全机制,阐述了蓝牙在认证鉴权方面的问题和E0流加密算法存在的缺陷。DES属于分组加密算法具有很高的安全性,为蓝牙加密算法的改进提供了一个新思路。最后利用VC6.0来仿真基于蓝牙的DES算法,结果说明了其具有更高的安全性能。     

一种可重构体系结构用于高速实现DES、3DES和AES

可重构密码芯片提高了密码芯片的安全性和灵活性,具有良好的应用前景.然而目前的可重构密码芯片吞吐率均大大低于专用芯片,因此,如何提高处理速度是可重构密码芯片设计的关键问题.本文分析了常用对称密码算法DES、3DES和AES的可重构性,利用流水线、并行处理和可重构技术,提出了一种可重构体系结构.基于该体系结构实现的DES、3DES和AES吞吐率在110MHz工作频率下分别可达到7Gbps、2.3Gbps和1.4Gbps.与其他同类设计相比,本文设计在处理速度上有较大优势,可以很好地应用到可重构密码芯片设计中.     

基于SM4轮函数设计的认证加密算法

认证加密算法,作为一种对称密码算法,能够同时保护数据的机密性和完整性,在信息安全领域有着重要作用.现有的认证加密算法大多是基于分组密码的工作模式设计的,底层需要调用全轮的分组密码,效率受到很大限制.本文主要考虑从基本部件出发直接设计一个高效的认证加密算法.首先结合国产分组密码标准SM4与广义Feistel结构给出了一种通用的结构设计.然后以抵抗碰撞攻击为安全性目标,利用混合整数规划（MILP）方法搜索得到了一些状态大小和效率各不相同的结构,这些结构可以被用来构造消息认证码和认证加密算法.最后,利用目前搜索得到的状态大小和效率较优的结构设计了一个认证加密算法,并进行了初步的安全性分析和软件实现,其速度约为SM4-GCM速度的10倍.     

Multimedia Encryption with Multiple Modes Product Cipher for Mobile Devices

The most straight forward method in multimedia encryption is to encrypt the entire stream using standard encryption methods, such as the data encryption standard (DES) or advanced encryption standard (AES). However, in the block ciphering, there exists an attack risk with the weakness of plaintext-ciphertext pairs (i.e. the plaintext-ciphertext pair problem). Therefore, several modes of operation are proposed to solve the above problem. As we all know, channel hopping can defend illegal listening. Thus, this paper has proposed a multimedia encryption scheme with the multiple modes product cipher (MMPC) for mobile devices. In practice, MMPC can increase the security level in wireless multimedia networks. The results of Android applications (Apps) system have shown that the overhead of MMPC is decreased by 2% in throughputs, if it is compared with that of the other straightforward mode ciphers.     

双混沌自同步流密码算法的设计与应用

视频在网络传输过程中需要利用密码进行加密以获得数据的保密性。针对视频存在数据量大和实时性强的特点,提出了一种双混沌自同步流密码算法,以提升加密视频的安全性能和加密效率。密码算法由两个离散时间混沌系统构成：首先,采用混沌反控制方法设计两个三维离散时间混沌系统;然后,将第一个混沌系统的状态变量作为第二个混沌系统的反控制器;最后,将第二个混沌系统迭代产生的状态变量与明文信息进行加密操作。该算法能够有效抵御选择密文攻击与分别征服攻击,具备良好的安全性能。实验测试表明,算法能够达到每秒25帧以上的实时性能,具有良好的加密效率。     

基于Turbo码的纠错加密联合编码方案

为了实现信息通信时纠错编码和加密的相结合,提出了一种在turbo编码器中融入加密算法的纠错加密联合编码方案。用混沌映射生成的伪随机二值序列密码对turbo编码器的第1路输出信息加密,同时控制第2、第3路分量编码器的生成矩阵;第1路加密算法是以Logistic映射产生的伪二值序列中0和1的位置信息将明文序列分成2部分,再分别对这2部分序列进行交织算法,并合并后得到加密的密文。对此方案进行了安全性和可靠性实验分析,仿真分析结果表明具有很好的纠错性能和安全性。     

Two-Key Triple Encryption

In this paper we consider multiple encryption schemes built from conventional cryptosystems such as DES. The existing schemes are either vulnerable to variants of meet-in-the-middle attacks, i.e., they do not provide security corresponding to the full key length used or there is no proof that the schemes are as secure as the underlying cipher. We propose a variant of two-key triple encryption with a new method of generating three keys from two. Our scheme is not vulnerable to the meet-in-the-middle attack and, under an appropriate assumption, we can show that our scheme is at least about as hard to break as the underlying block cipher. Received 22 June 1995 and revised 11 October 1996     

256比特的混沌分组密码

由于密码分析研究的进展及DES自身的弱点,原64比特的DES将不能作为数据加密的标准算法而长期存在。在原来工作的基础上,本文提出了256比特的分组密码方案。密码算法由基于混沌映射的数字滤波器构造。     

一种基于行程长的无损选择加密算法

文中主要介绍了一种基于行程长的无损选择加密方法，首先对图像住平面采用行程长编码，再过滤掉对图像的主体部分不构成影响的短行程，使得所需加密的内容减少，然后对所选的内容进行AES或者基于LFSR的流密码加密，最后对加密方案作了安全性评估，表明这是一个快速安全的选择加密算法．     

几种轻量级加密算法的比较研究

随着无线射频识别(RFID)技术在各个应用领域的迅猛发展,轻量级(lightweight)加密算法日益受到人们的关注。在RFID中硬件资源是极端受限制的,为了在算法加密性能与硬件资源开销间得到一个好的权衡,把椭圆曲线加密算法(ECC)与流密码加密算法中RC4算法,分组加密算法中的PRESENT算法,进行分析比较。并选取Atmega-32微处理器在AVR Studio仿真平台上进行分析比较。实验获得了这三种算法在算法运行效率、密码安全强度和硬件资源开销间的比较结果。得出,在硬件资源同样极端受限的环境下,ECC所表现出的运行效率和密码安全强度是其他两种算法所不能比拟的,证明了非对称加密算法也可以做到轻量化。