密码理论算法综述

概要介绍了密码理论算法的发展现状,重点讨论了密码算法中的布尔函数,最后总结了各种密码体制的应用。     

非平衡分组密码的实现

分析了非平衡分组密码的性质,给出了它们的一些构造方法。     

面向分组密码算法的程序设计语言研究

 本文提出了一种接近数学描述的面向分组密码算法的程序设计语言(Programming Language for the Block Cipher Algorithm,PLBCA).PLBCA能够以形式化方式方便地描述分组密码算法的结构.本文介绍了PLBCA的语法规范,以分组密码算法DES为例说明PLBCA应用方法,并借助ANTLR工具实现了PLBCA的解析器.利用PLBCA,密码学专家可以方便快捷地对密码算法进行算法正确性和安全性分析,以检验算法的设计.PLBCA有助于提高密码算法检验的效率,为密码算法的设计和自动检测分析提供了一种辅助工具.     

三大密码体制:对称密码、公钥密码和量子密码的理论与技术

随着信息技术的飞速发展，信息安全与通信保密日益重要与突出，密码技术是信息安全技术的核心。文中概括介绍了国内外三大密码体制(对称密码、公钥密码和量子密码)的理论与技术及其现状，分析了它们的发展趋势，重点探讨了分组密码的主要设计技术和量子密钥的产生与分发，最后对三大体制进行了比较。     

分组密码算法及一种分类法

介绍了20余种分组密码算法,这些算法反应了近年来分组密码算法的发展,其中有些已经或将可能用于现代通信网,特别是用在Internet中。另外还介绍了分组密码的一种新的分类方法,它可能为分组密码的分析和设计提供一点新的思路。     

一种新的对称分组密码算法的设计

提出了一种采用256bit密钥对256bit明文进行加解密的对称分组密码算法，它利用本原多项式产生子密钥，采用移位、异或等操作增加加密系统的强度，并能在单片机上很方便地实现。     

一种用于公钥密码系统的新型可变Radix快速乘法硬件算法

本文提出了一种新型的可变ｒａｄｉｘ快速乘法硬件算法，算法中，采用了二进制数的冗余数表示方法，使二个大数（大到５１２ｂｉｔ位或更大）的相加在Ｏ（１）时间内完成而无需等待进位；其次，提出了可变ｒａｄｉｘ快速乘法思想，使算法比ｒａｄｉｘ－４的乘法算法速度提高３３％，比ｒａｄｉｘ－８的乘法算法速度提高１１％而硬件实现更为简单，算法还能克服在较坏和最坏条件下，ｒａｄｉｘ－８乘法算法速度严重下降的缺陷，是一种可以作为核心运算有效地使用在许多公钥密码体制（如ＲＳＡ）硬件ＶＬＳＩ实现中的新型快速算法。     

快速软、硬件实现的流密码算法

介绍了十余种快速软、硬件实况的流密码算法,这些算法反映了近几年来流密码算法的发展,其中有不少已经或可能用于现代通信网,特别是因特网(Internet)中。     

一种变体BISON分组密码算法及分析

该文基于Whitened Swap−or−Not(WSN)的结构特点,分析了Canteaut 等人提出的Bent whItened Swap Or Not –like (BISON-like) 算法的最大期望差分概率值(MEDP)及其(使用平衡函数时)抵御线性密码分析的能力;针对BISON算法迭代轮数异常高(一般为3n轮,n为数据分组长度)且密钥信息的异或操作由不平衡Bent函数决定的情况,该文采用了一类较小绝对值指标、高非线性度、较高代数次数的平衡布尔函数替换BISON算法中的Bent函数,评估了新变体BISON算法抵御差分密码分析和线性密码分析的能力。研究结果表明：新的变体BISON算法仅需迭代n轮;当n较大时(如n=128或256),其抵御差分攻击和线性攻击的能力均接近理想值。且其密钥信息的异或操作由平衡函数来决定,故具有更好的算法局部平衡性。

     

唯密文场景下的分组密码算法识别方法

唯密文场景下的分组密码算法识别方法研究,旨在探讨在仅知道密文的情况下,如何有效地识别出所使用的分组密码算法,这一问题的研究对于提高加密系统的安全性具有重要意义。通过对随机序列随机性检测方法的研究,基于集成学习模型构建了识别模型,实现了唯密文场景下的分组密码算法识别技术,可以有效提取密文数据特征,经实验验证,识别效果优于现有方法。     

分组密码算法圈函数设计及可证安全性

分组密码迭代圈数与算法的安全性及运算速度直接相关。传统的一些分组密码设计采用的是基于经验的提高圈函数迭代上界的方案,可证安全性是设计完成之后的一系列说明。文中从设计角度出发,提出最少迭代圈数需要结合算法与随机预言优势的偏差确定。笔者对分组密码算法圈数进行量化研究,说明理想随机预言机与圈函数、圈数之间的相互制约关系。     

RC4流密码原理与硬件实现

本文介绍了RC4流密码的原理,并在此基础上设计了快速生成密钥流的硬件方案,并在理论上分析了密钥流的生成速度.     

分组密码的随机算法

讨论了分组密码随机算法的优点和实现问题,并描述了随机算法在CAST和SAFER+中的若干实现,分别称为随机盒、随机网络和随机群.它们以计算复杂度的少量增加换取了安全性的明显提高.     

现代密码算法研究

密码技术是信息安全的核心技术。密码技术主要包括对称密码算法和非对称密码算法及协议。对称加密算法加密密钥和解密密钥相互推导容易,加/解密速度非常快,适用于大批量数据加密的场合。非对称密钥密码体制从私有密钥推导公开密钥是计算不可行的,虽然公钥加密算法在运行速度方面无法和对称加密算法媲美,但很好地解决了对称密码学面临的密钥的分发与管理问题,同时对于数字签名问题也给出了完美的解答。     

分组密码算法两种S盒设计的可证安全性注记

对分组密码算法进行可证明安全性的工作存在一些争论。我们针对分组密码算法S盒设计的可证明安全性进行研究并提出:可证明安全性是设计者对算法应该采取的说明与论证过程;对分析者而言,只有当算法被破译之后才能否定安全性的证明。而在遵循S盒设计规则的同时,从多项式代数表出次数、相对于完全随机的优势度、线性偏差概率、非线性偏差概率等方面加以描述是必要的过程。     

众核构造高性能密码算法协处理器

通过分析Feistel结构和SP网络结构的分组密码算法的特点与实现结构,说明了分组算法适合可重构实现的机理,提出了以众核方式构造高性能密码算法协处理器的架构思想,在适当降低单核处理性能的情况下,因为能最大化利用芯片的电路容量,实践证明这种架构相比起单核、多核架构重构方式实现分组算法具有较为明显的整体性能优势,最后,也指出了众核带来的编程复杂、资源分配困难等问题和众核架构的核数与整体性能的压线性关系等注意事项.     

一种AES密码算法的硬件实现

介绍了一种适用于较小面积应用场合AES密码算法的实现方案。结合该算法的特点,在常规轮变换中提出一种加/解密列混合变换集成化的硬件结构设计,通过选择使用同一个模块,可以实现加密和解密中的线性变换,既整合了部分加/解密硬件结构,又节约了大量的硬件资源。仿真与综合结果表明,加/解密运算模块面积不超过25000个等效门,有效地减小了硬件实现面积,同时该设计方案也满足实际应用性能的需求。     

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。     

一种密码专用可编程逻辑阵列的分组密码能效模型及其映射算法

密码专用可编程逻辑阵列(CSPLA)是一种数据流驱动的密码处理结构,该文针对不同规模的阵列结构和密码算法映射实现能效关系的问题,首先以CSPLA的特定硬件结构为基础,以分组密码的高能效实现为切入点,建立基于该结构的分组密码算法映射能效模型并分析影响能效的相关因素,然后进一步根据阵列结构上算法映射的基本过程提出映射算法,...     

一种密码专用可编程逻辑阵列的分组密码能效模型及其映射算法

密码专用可编程逻辑阵列(CSPLA)是一种数据流驱动的密码处理结构,该文针对不同规模的阵列结构和密码算法映射实现能效关系的问题,首先以CSPLA的特定硬件结构为基础,以分组密码的高能效实现为切入点,建立基于该结构的分组密码算法映射能效模型并分析影响能效的相关因素,然后进一步根据阵列结构上算法映射的基本过程提出映射算法,最后选取几种典型的分组密码算法分别在不同规模的阵列进行映射实验.结果表明越大的规模并不一定能够带来越高的能效,为取得映射的最佳能效,阵列的规模参数应当与具体的硬件资源限制和密码算法运算需求相匹配,CSPLA规模为4×4～4×6时映射取得最优能效,AES算法最优能效为33.68 Mbps/mW,对比其它密码处理结构,CSPLA具有较优的能效特性.