布尔函数的代数免疫性研究

代数免疫性是评判布尔函数安全性的一个重要指标,研究了布尔函数的零化函数的性质,得到了代数免疫度的一些结果,同时研究了代数免疫度与布尔函数的重量的关系。     

2-分解H布尔函数和高非线性度布尔函数

以布尔函数的导数和自定义的e-导数为主要研究工具,研究满足一次扩散准则、可2-分解为两个子函数乘积的一类H布尔函数的非线性度、相关免疫性和代数免疫性等密码学性质。得到了这类H布尔函数的相关免疫阶与两个子函数的关系,以及这类H布尔函数的相关免疫阶可达到 n2 －1的结论。还得到了利用两个子函数使布尔函数的非线性度易于求解的方法,以及这类H布尔函数的最低代数次数零化子与两个子函数的关系。进一步地,在这类H布尔函数上述特点的基础上,利用导数和e-导数构造出了非线性度提高到2n－2+2n－3、具有相关免疫性和2阶代数免疫性的一族H布尔函数。由此,解决了提高布尔函数的非线性度问题,以及同时具有较高非线性度、扩散性、相关免疫性和较高阶代数免疫性的布尔函数的存在性问题。     

隐函数的布尔操作

若隐函数曲面由等式f(x,y,z)=0定义,则其相对应的实体满足不等式f(x,y,z)≥0,对这种实体的并、交、差等布尔操作采用R-函数来实现.特别地,由Metaball定义的隐函数,除具有隐函数的一般性质外,还可用于实体造型中的过渡及变形控制等.证明了用R-函数实现实体的布尔操作的可行性及Metaball模型在几何造型中能光滑过渡等性质.     

一类布尔函数的代数免疫度研究

代数免疫度是近几年提出的一个衡量布尔函数密码学性质的标准。该文研究重量为奇数的布尔函数的代数免疫度和非线性度之间的关系,得到了代数免疫度固定时非线性度的下界,而且证明这个下界是紧的。代数免疫度大干d时,函数的重量有一个范围,证明了这个范围是紧的,即对任何这个范围内的整数t,都存在一个布尔函数其重量为t,代数免疫度大于d。     

一种改进的非线性布尔函数硬件设计与实现

针对序列密码算法中非线性布尔函数硬件实现资源占用大、结构复杂等问题,深入分析shannon分解定理及布尔函数的操作特征,设计处理布尔函数运算的基本结构—高级可编程逻辑单元。在此基础上提出了高次非线性布尔函数处理架构并对算法进行了适配。架构的性能分析表明,与传统方式相比,该架构对非线性布尔函数具有良好的适配性且资源消耗降低25%。     

对称布尔函数的算术相关函数

算术相关函数是最近提出的一种研究布尔函数密码学性质的方法,该方法通过定义多元2-adic数上的加法和乘法运算,构建一种新的环结构,实现对经典相关函数的带进位计算的模拟。首先介绍了算术相关函数的定义,并针对具有良好密码学性质的对称布尔函数讨论了其算术相关函数的性质和取值,最后利用对称布尔函数的实值对称性证明了对称布尔函数的算术自相关函数也是一个与向量的重量有关的实值对称函数,至多是n+1值的。     

布尔函数代数免疫度的研究

代数免疫度是度量布尔函数抵抗代数攻击的重要指标。为了抗代数攻击,布尔函数应具有较高的代数免疫度。对于给定的奇数n,得到一个具有最大代数免疫度的布尔函数重量的可除性结果,同时,在任意有限域上,针对关系式fg=h,研究了它的代数免疫度,给出了一些重要结果。     

关于二阶代数免疫布尔函数的几个结果

关于布尔函数的代数免疫性与弹性、代数次数、非线性度之间的关系的结果至今仍然很少,饱和最优布尔函数在流密码领域具有较高的理论价值,通过计算证明文献[1]中命题8给出的5元最优布尔函数都是2阶代数免疫函数,并在此基础上对这个结果做了进一步推广。     

布尔函数和伪布尔函数多项式表示的快速实现算法

布尔函数和伪布尔函数在不同的领域有着广泛的应用,利用多项式表示有利于刻划它们的一些特征属性。论文首先在已知输入都能得到输出的条件下给出了布尔函数多项式表示的快速实现算法,该算法仅用到模2加运算,运算次数少,具有简洁、易于编程实现、准确而快速的特点,而且该算法很易推广为伪布尔函数多项式表示的快速实现算法,只需把模2加运算换成实数加运算即可。接着通过比较说明了伪布尔函数多项式表示的快速实现算法,同时指出任何伪布尔函数都能通过多项式形式表示出来。最后通过实例进一步验证了算法的正确性。     

对称布尔函数的算术相关函数

算术相关函数是最近提出的一种研究布尔函数密码学性质的方法,该方法通过定义多元2-adic数上的加法和乘法运算,构建一种新的环结构,实现对经典相关函数的带进位计算的模拟。首先介绍了算术相关函数的定义,并针对具有良好密码学性质的对称布尔函数讨论了其算术相关函数的性质和取值,最后利用对称布尔函数的实值对称性证明了对称布尔函数的算术自相关函数也是一个与向量的重量有关的实值对称函数,至多是n+1值的。     

向量值函数的代数免疫度与非线性度

本文讨论了向量值函数代数免疫度的定义,给出了向量值函数的代数免疫度与其非线性度之间的关系,研究了布尔函数的重量与其代数免疫度之间的关系,利用该关系,给出了达到最大代数免疫度的平衡布尔函数个数的一个下界。     

A New Approach to the Decomposition of Boolean Functions by the Method of q-Partitions. II. Repeated Decomposition

A new approach to the decomposition of Boolean functions that depend on n variables and are represented in various forms is considered. The approach is based on the method of #-partitioning of minterms and on the introduced concept of a decomposition clone. The theorem on simple disjunctive decomposition of full and partial functions is formulated. The approach proposed is illustrated by examples.     

布尔函数的代数免疫与扩散阶的关系

本文利用布尔函数全局雪崩准则得到平方和指标与代数免疫的联系,通过Walsh谱与自相关函数的关系式得到布尔函数满足扩散时自相关值的分布,由此推出了变元数、代数免疫、扩散阶和代数次数之间的不等式,利用计算机搜索得到变元数在4~30之间时这四个指标的简洁表达式。最后得到了扩散阶与线性结构、正规性的关系。     

A New Approach to the Decomposition of Boolean Functions by the Method of q-Partitions. I. Separating Decomposition of Full and Partial Functions

A new approach to the decomposition of Boolean functions of n variables is considered; the functions being decomposed can be represented in various forms. The approach is based on the method of q-partitions of minterms and on the introduced concept of a decomposition clone. The theorem on simple separating decomposition of full and partial functions is formulated. The approach proposed is illustrated by examples.     

半Bent函数和多输出布尔函数的构造

半bent函数是一类非线性度几乎最优且平衡的布尔函数,它弥补了bent函数的一些不足,如变元个数可以是奇数,具有平衡性.半bent函数可用于对称密码系统的设计和CDMA系统中的正交可变扩频码的构造.本文利用不相交线性码构造了一类新的半bent函数,设输入维度为n,当n=2k+1时,将F2^n划分为2^k+1个[n,k]线性码和1个[n,k+1]线性码,通过从该码集中选取合适线性码作支撑集来构造新的半bent函数.另一方面,多输出布尔函数(向量值函数)在应用中的效率更高,因此其使用场景更为广泛.本文同时利用不相交线性码构造了(n,n-k)平衡的多输出布尔函数,其中n/3相似文献   

Boolean Functions as Models for Quantified Boolean Formulas

In this paper, we introduce the notion of models for quantified Boolean formulas. For various classes of quantified Boolean formulas and various classes of Boolean functions, we investigate the problem of determining whether a model exists. Furthermore, we show for these classes the complexity of the model checking problem, which is to check whether a given set of Boolean functions is a model for a formula. For classes of Boolean functions, we establish some characterizations in terms of classes of quantified Boolean formulas that have such a model. This research has been supported in part by the Air Force Office of Scientific Research under grant FA9550-06-1-0050. This research has been supported in part by the NSFC under grants 60573011 and 10410638.     

一类H布尔函数的代数次数、相关免疫性与代数免疫性的关系

以布尔函数的导数和自定义的e-导数为研究工具,研究了一类特定Hamming重量的H布尔函数的代数次数、代数免疫性、相关免疫性之间的关联问题.得出H布尔函数的组成部分e-导数的代数次数决定了H布尔函数的代数次数;H布尔函数的e-导数与H布尔函数的代数免疫阶的大小紧密关联;H布尔函数的e-导数可将H布尔函数的代数免疫性、零化子、相关免疫性、代数次数联系到一起等.同时,导出了公式法和级联法两类求解H布尔函数最低代数次数零化子的不同方法.     

一类代数免疫度达到最优的布尔函数的构造

给出了一种具有最优代数免疫度的偶数元布尔函数的构造,同时还给出了一种具有最优代数免疫度的平衡旋转对称偶数元布尔函数的构造.在构造过程中用到了线性代数和组合计数中的有关结论,这些函数对代数攻击均有很强的抵抗能力.构造的平衡旋转对称布尔函数还可用在Hash算法的轮函数中,增加了算法的安全性.     

一类代数免疫度达到最优的布尔函数的构造

给出了一种具有最优代数免疫度的偶数元布尔函数的构造,同时还给出了一种具有最优代数免疫度的平衡旋转对称偶数元布尔函数的构造.在构造过程中用到了线性代数和组合计数中的有关结论,这些函数对代数攻击均有很强的抵抗能力.构造的平衡旋转对称布尔函数还可用在Hash算法的轮函数中,增加了算法的安全性.     

一类具有最高代数免疫阶的布尔函数

研究了布尔函数的线性结构点个数与其代数免疫阶之间的关系,得到了具有1型线性结构布尔函数的代数免疫阶完全取决于函数零化子代数次数的结论．从线性结构点的角度构造了一类具有最高代数免疫阶的布尔函数,并给出了”为偶数时,函数的Walsh循环谱和自相关函数的取值特点．