一种基于Feistel结构的混沌分组密码的抗差分密码攻击分析

混沌系统具有良好的伪随机性、混频特性、对初始状态的敏感性、复杂的映射参数等特性,这些特性与密码学要求的产生伪随机信号、混乱和扩散、加解密密钥的难以预测等属性是十分吻合的。因此近些年来,不少学者提出了多种基于混沌理论的密码算法,但对其安全性大多草草一笔带过,并没有详尽的安全性分析。本文针对一种较新的基于Feistel结构的混沌分组密码,应用不可能差分的分析方法,分别在固定S盒、动态S盒两种情况对该算法进行了分析。分析结果表明,相比较于传统分组密码,该混沌分组密码能够更有效的抵抗差分密码攻击。     

混沌序列在分组密码中的应用

将混沌序列和分组密码相结合而产生一种新型混合密码体制,该体制综合了这两种密码体制的优势,具有较高的安全性．通过混沌序列来产生分组密码所需的密钥流,由此克服了分组密码的相关性的缺陷,实现了在不影响传输速度的同时又有较高的算法安全性．     

RID分组密码算法的设计与分析

为实现特殊系统的保密通信,设计了一种基于SP与Feistel的混合网络的分组加密算法(RIDBCA).利用有限域上的加法、乘法和模加、模乘的混合组合加密数据.并通过分析S-盒的差分均匀性和非线性度这两种非线性准则评估算法的安全性.     

一种特殊S盒的构造及其快速实现

详细讨论了Ｓ盒的幂函数构造方法，基于该函数给出了Ｓ盒的一种加速方案，最后简述了幂函数的一些密码性质。     

参数可变的多混沌映射加密系统

利用混沌映射具有对初值和系统参数的敏感性以及轨道的不确定性,提出一种基于多个一维混沌映射的加密算法。该加密算法使用线性同余随机数发生器产生混沌映射的系统参数和3个一维混沌映射的使用顺序,同时通过输出反馈方式动态改变混沌映射初值、迭代次数以及线性同余随机数发生器参数。实验结果和安全性分析表明,该算法密钥空间大,具有对明文和密钥的敏感性,能有效抵抗选择明文等穷举攻击和统计分析攻击。     

分组密码算法的测试方法研究

安全性是分组密码最重要的设计准则。该文基于分组密码算法,分析了算法的多种安全性测试方法和测试理论,提出相应的测试统计量。采用AES算法中的一个8×8 S盒,以一组长为1 048 576 b的随机数为测试序列,进行实际安全性测试。测试结果表明测试统计量符合实际测试结果,从而验证所提出的测试统计量具有实际可行性,有力地保证了分组密码的安全性设计。     

针对分组密码S盒的能量分析攻击效率研究

为弥补数学分析方法对S盒安全性评估的不足,使用相关能量分析和模板攻击,对DES(data encryption standard)、AES(advanced encryption standard)和Serpent密码算法中不同的S盒结构进行安全评估,使用MATLAB进行仿真实验。对于相关能量分析,Serpent算法的单个S盒抗攻击性能最强,至少需要206条能量迹,AES和DES算法分别需要112条和160条能量迹。对于模板攻击,Serpent算法的S盒也能最有效抵抗模板攻击,而AES次之,DES抗攻击性最弱。实验结果表明,在一轮算法操作比特总数相同的情况下,低位宽S盒抗能量分析攻击的效果优于高位宽S盒。     

关于正形置换的构造及计数

详细分析了文献［１］的思想，对正形置换进行了分类，给出了［１］中提出的正形置换的构造方法，指出了此种置换均是比特线性的，由此导出了线性正形置换的计数下限，最后简要给出了正形置换的几个性质，并提出了几个公开的问题．     

基于多混沌系统的分组结构灰度图像加密算法

基于广义猫映射和单向耦合映射格子二种混沌映射,给出一种分组结构的灰度图像加密算法。先对初始密钥进行循环移位操作,得到多组轮密钥,再采用广义猫映射和单向耦合映射格子对图像进行迭代加密。在每轮加密过程中,由轮密钥产生两个加密子密钥,分别用于广义猫映射和单向耦合映射格子系统,以增加算法的安全性能。实验仿真和分析表明,加密图像的灰度直方图、灰度变化平均值、相邻像素相关系数及密钥空间敏感性等评价指标性能良好。     

一种改进的非线性正形置换构造方法及其性能分析

对Ｌ．Ｍｉｔｅｎｔｈａｌ提出的非线性正形置换的构造方法进行了改进，指出了原方法中存在的问题．通过改进一个最大线性正形置换方法得到了非线性正形置换的个数下限．最后，引入了差值非线性度的概念，并利用这一概念对所产生的非线性正形置换的密码性能进行了初步估计     

基于分组密码的加密认证码

构造了发组密码结构的加密认证码,并证明了它的安全性完全信赖于分组密码的安全性。对一类简易的迭代加密认证码,证明了其一阶安全性。     

利用3DES的迭代型分组密码构造跳频码序列

基于三重加密方案3DES的迭代型分组密码体制，构造了一种跳频码序列产生方法，该方法具有安全性好，产生速度快和容易实现等特点，通过对产生的跳频码序列的安全性，均匀性，随机性，频率撞击特性及周期性进行系统的统计检验，得到了较理想的效果。     

分组密码的硬件实现

从硬件设计角度提出对分组密码设计的要求。通过对R ijndael算法的分析得到分组密码算法的通用运算部件,分别从提高速度和降低成本两方面逐一分析各部件的硬件实现方法同时考虑了芯片资源的分布特点.论文最后通过对R ijndael算法高速度和低成本两种实现方法的具体参数对比,提出面向硬件的分组密码设计.     

一种基于Arnold变换的数字图像加解密算法

数字图像是重要的信息载体,数字图像加密是保护信息安全的重要方式.将Arnold变换应用到数字图像加密中,能有效地对图像进行置乱,使得未授权者无法获得有效信息.为提升加密的可靠性,通过将位置置乱和RGB颜色分量置乱相结合的方法对图像进行加密,经实验验证,算法加密效果良好.     

分组加密算法SMS4的14轮Sqnare攻击

为了对分组加密算法SMS4进行新的安全性分析,基于SMS4的轮结构中的活跃字变化的特点,选择1个特定的明文形式来构造1个含3个活跃字的∧集,通过观察平衡字的传播路径,在第9轮找到了1个平衡字,由此构建出1个新型的12轮区分器并对14轮SMS4进行Square攻击.研究结果表明:攻击所需的明文数据量为232,计算复杂度为296.5,这说明14轮SMS4对Square攻击是不免疫的.     

用不可能差分法分析17轮SMS4算法

SMS4是我国在2006年公布的第一个商用分组密码算法． 通过分析SMS4每一轮输入输出对的差分的变化,首次给出一个14轮SMS4的不可能差分特性:如果输入的明文对的差分为(a, a, a, 0),那么14轮之后的输出差分不可能为(a, a, a, 0)．利用该性质,在14轮不可能差分密码分析的基础上,前面加了两轮,后面加了一轮,提出了一种不可能差分密码分析17轮 SMS4的方法． 该方法分析17轮SMS4需要2¹⁰³的选择明文, 2¹²⁴的17轮SMS4加密以及2⁸⁹分组的记忆存储空间,猜测密钥的错误概率仅为2^-88.7．     

密文分组链接模式的伪随机性分析

利用ｑ阶伪随机检验逻辑和系数Ｈ技术,证明了ｍ次密文分组链接模式伪随机上界可改进为Ｏ（ｑ（ｑ－１）２＾－ｌ）且该模式式的伪随机性不依赖于链接次数ｍ。从而解决了ｍ次密文分组链接模式伪随机上界的公开问题。     

一种新型的密码体制

传统流密码体制的加密方式是将明文序列与密钥序列进行模２加，这种特殊的加蜜方式给密码分析带来很多方便，文中利用流密码与分组密码相结合的思想建立了一种新的密码体制模型，它将流密码的加密算法用一个较为复杂的单向陷门函数取代，从而使新的密码体制保留了流密码与分组密码的双重优点。     

基于混沌控制的动态分组加密算法

为了提高图像加密算法的抗攻击能力,提出一种混沌技术和分组加密相融合的图像加密算法。首先用四维混沌映射生成一组二值密钥流,每轮加密前在密钥流的控制下,按一定规则将明文图像分割为两等份;然后输入一个动态混沌分组加密网络进行迭代加密运算,输出密文图像再次进入下一轮加密,直到密钥流选择完毕。实验分析表明分组加密网络能与混沌加密有机融合,提高加密算法的抗攻击能力和高效运算能力,使明文图像像素的微小变化扩散到更多密文图像中,从而提升算法的复杂度和安全性。