关于S—盒的布尔函数表达式

提出一种求S—盒的布尔函数表达式的系统方法,并由此法推出了DES中所有S—盒的布尔函数表达式,根据这些布尔函数表达式又导出了DES中S—盒的几点简单性质。     

AES算法S盒性质验证

AES作为广泛使用的高级数据加密标准,其密码算法的安全性取决于非线性部件S盒的密码特性。本文首先学习了AES算法的基本加解密过程,特别分析了AES49436算法采用的时空折衷的思想。然后从布尔函数出发,利用C语言实现了AES的S盒,推导和计算了S盒平衡性、非线性度等密码特性,说明AES抗差分和抗线性攻击的本质原因。最后利用拉格朗日插值法,拟合了S盒的代数表达式。结果表明AESS盒代数表达式项数过少,表达式比较简单,存在一定的安全隐患。     

对AES算法的S盒布尔函数分析

分组密码的安全性很大程度上取决于分组密码中唯一的非线性结构S盒。论文对AES的S盒的代数性质进行分析,采用布尔函数的方法,先得到S盒的真值表,再求解S盒的布尔函数表达式,根据布尔函数表达式计算得出S盒的平衡性、正交性、线性性、差分均匀性质、鲁棒性、非线性性等代数性质,说明AES的S盒的安全性。     

布尔函数法实现S盒在FPGA中的应用

S盒是一种非线性部件,在密码算法中占有重要的地位.在密码算法的FPGA实现过程中,S盒的实现一定程度上决定了算法的运行性能.传统的方法是利用FPGA内部集成的存储块生成查找表的方式实现.采用布尔函数方法实现S盒目前应用较少,该方法在某些情况下能提高FPGA中算法的运行性能,在实现输入位宽越小的S盒时越具有优势.文中以AES算法的S盒为例,给出了基于布尔函数实现S盒的步骤及仿真结果和电路延时分析.     

基于多项式基的Camellia算法S盒硬件优化

该文提出一种基于不可约多项式的Camellia算法S盒的代数表达式，并给出了该表达式8种不同的同构形式。然后，结合Camellia算法S盒的特点，基于理论证明给出一种基于多项式基的S盒优化方案，此方法省去了表达式中的部分线性操作。相对于同一种限定门的方案，在中芯国际(SMIC)130 nm工艺库中，该文方案减少了9.12%的电路面积；在SMIC 65 nm工艺库中，该文方案减少了8.31%的电路面积。最后，根据Camellia算法S盒设计中的计算冗余，给出了2类完全等价的有限域的表述形式，此等价形式将对Camellia算法S盒的优化产生积极影响。     

Hamming重量为k的布尔函数的全局特征和非线性度

该文给出了布尔函数的自相关系数和互相关系数的一些性质,得到n元布尔函数f (x)满足t 阶扩散准则时,n,t 和Hamming重量wt(f)的制约关系,给出了任意Hamming重量为k的布尔函数的平方和指标下界表达式,推出了仅由布尔函数Hamming重量所确定的非线性度的上界表达式。这些结论推广了已有结果。     

Rijndael算法中S盒优化测试方法研究

文章首先说明了Rijndael算法中S盒的四种测试方法,包括差分、线性、雪崩和布尔表达式测试。使用有限域中30个最高次幂为8的不可约多项式利用MATLAB构造不同S盒,然后对这些S盒进行优化测试,发现它们在差分和线性测试上性能相似,在雪崩和布尔表达式测试方面的差别主要在稳定性和分布均匀性上,从这两方面得到了最优的S盒。     

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.     

一种化简S盒表达式的简明方法

本文将化简布尔代数式的卡诺图法移植到 GF(2)上,得到一种化简S盒表达式的新方法。这种新方法简明、直观,具有较大的实用价值。     

域元素分量代数表达式的研究

本文提出了有限域上的一个新性质:用变元为域元素的多项式表示域元素的分量.基于等价类的划分、线性方程组的求解和标准基之对偶基的计算,提出了域元素分量代数表达式的三种求法.以此解释了Rijndael算法S盒代数表达式复杂度低的本质原因,给出其分量函数间等价关系的一种直接证明方法.     

基于OKFDDs的Reed-Muller逻辑混合极性转换算法

混合极性转换是RM (Reed-Muller)电路逻辑综合过程的一个重要环节,能够实现从Boolean逻辑最小项表达式到RM逻辑MPRM (Mixed-Polarity Reed-Muller)表达式的转换。该文通过对OKFDDs (Ordered Kronecker Functional Decision Diagrams)展开规律的研究,建立MPRM表达式与OKFDDs数据结构的对应关系。在此基础上,根据最小项系数与MPRM系数的下标包含关系,结合多输出函数描述方式,提出一种直接从最小项表达式展开到MPRM表达式的新型混合极性转换算法。最后通过对多个Benchmark测试的实验结果表明其转换效率相比其它混合极性转换算法有明显提高。     

定序窗口布尔表达式匹配技术研究

提出了布尔表达式匹配技术，给出了算法框架，在此框架上实现了2种常用的实现方式；为了进一步增加布尔表达式的描述功能，增加了定序和窗口2个限制条件，提出了BitCount_OWBE算法，通过理论分析和实验数据证明该算法在多数情况下仍然可以达到原先的性能，从而很好地解决了上万规模的复杂规则匹配问题。     

DES的S盒的布尔性质

在密码学的历史上,数据加密标准DES是上个世纪七十年代提出的一个非常重要的对称密码算法,布尔函数的代数免疫度是2003年提出来的抵抗流密码的代数攻击的一个重要指标.S盒是DES中唯一的非线性部分,从布尔函数的观点,研究DES的八个S盒所构造的32布尔函数的代数免疫度和非线性度等密码学性质,这些函数都是六个变量的布尔函数.文中的计算结果表明,所有32个布尔函数的代数免疫度都达到了其理论上的最大值3.     

多规格S盒的硬件实现方法

本文用VHDL硬件描述语言实现了1个多规格S盒,兼容1组8×8规格的S盒和4组6×4规格的S盒。通过改变控制编码,它可以实现8×8和6×4规格的任意布尔函数变化,可以满足DES算法和AES算法中的S盒变换,也为密码算法可重组系统设计提供了一个通用IP。     

Camellia算法中S盒的密码学性质

作为大多数分组密码中唯一的非线性结构,S盒在很大程度上决定了分组密码的安全性。论文首先分析Camellia算法中S盒的迭代循环周期,然后从布尔函数出发,利用Walsh谱理论分析其平衡性、非线性性、严格雪崩准则、扩散特性和相关免疫性等密码性质,从理论上揭示了Camellia算法中S盒的安全性,最后指出了该算法中可能存在的安全隐患。     

Chan定位算法与TDOA估计精度的关系

在基于TDOA（到达时间差）的定位算法中,Chan方法由于其独特的优势得到广泛应用,但如何估计Chan定位算法所需的时延估计精度暂时没有明确的函数表达式。针对Chan定位算法,推导了该算法定位估计误差与定位参数（TDOA）估计精度之间的函数关系。给出了推导的具体步骤和函数关系的表达式,分析了该表达式所具有的物理意义。在移动台无线定位系统的设计过程中,根据所需的定位精度,通过该表达式可以直接计算出系统所必须的最小时延估计精度。     

电视机视放末级CAD优化设计

本文论述了应用最优化算法机辅设计电视接收机视放末级放大器的方法。文中提出了理想频率失真系数M_0的表达式和目标函数y的表达式。将优化设计后的参数应用于电视接收机视放末级,可获得平坦的视放幅频特性曲线和良好的主观评价效果。     

具有属性边的共享二元决策图—布尔函数的高效处理

布尔函数的处理效果取决于布尔函数的表达形式,二元决策图(BDD:Binary decisiondiagram)是布尔函数的图的表达形式,它能对布尔函数进行高效处理。本文将阐述一种更加有效的布尔函数处理技术,它使用具有属性边的共享二元决策图(SBDD:Shared Binary Decision Diagram)。此方法包括对输入变量的编序算法和对任意项的处理方法。最后将给出用此方法进行布尔函数运算的实验结果。     

对象关系数据库中一类特定连接谓词的有效处理方法

连接运算是关系和对象关系数据库中的基本运算之一,在关系数据库中,连接条件是由简单的算术比较运算所组成的布尔表达式,对此提出了许多有效的连接算法,如排序归并、哈希连接、带索引的嵌套循环等.在对象关系数据库连接运算中,连接条件可以包含用户自定义的复杂谓词(或函数),该复杂谓词对优化器和执行器而言,是一个黑盒,此时,原有的连接算法不能直接应用于该连接运算.本文对连接条件中的用户定义谓词进行了分析,若存在一个能对该用户谓词变元进行限定变换的函数T_R,则对该类连接谓词的处理仍可利用原有的连接算法进行,可有效提高查询处理速度.文中还用一个实例对该思想进行了阐述.     

均匀天线阵列的空间相关性函数分析

推导了均匀圆形阵列与均匀线形阵列的空间相关性函数精确表达式和近似表达式。表达式由天线间距、阵列形状以及到达角分布构成。利用均匀角能量分布,分析均匀圆形阵列与均匀线形阵列的空间相关性精确模型和近似模型,并利用Matlab进行仿真。仿真结果表明,近似分析在一定的条件下可替代精确分析,并可减少74%的运算时间。