基于矩阵的代替置换网络抗线性密码分析

包含代替置换网络的分组密码是一种广泛使用的分组密码系统。论文介绍了一种基于全非奇异矩阵的代替置换网络 ,它可有效的提高分组密码抗线性密码分析的能力。论文给出了基于全非奇异矩阵的代替置换网络的线性壳概率上界。证明了当使用大规模的基于全奇异矩阵的代替置换网络时 ,i圈基于全奇异矩阵的代替置换网络的线性壳概率上界迅速减小。指出了使用大规模的基于全奇异矩阵的代替置换网络可有效地提高分组密码抗线性密码分析的安全性     

SPN结构线性层的设计

SPN结构是一种流行的分组密码总体结构；差分和线性分析是攻击分组密码的最强有力的方法．章介绍了SPN结构研究的最新进展，着重论述如何用矩阵方法设计抗差分和线性分析的线性层．     

一类广义Feistel密码的安全性能分析

为评估一类广义Feistel密码的安全性能,通过列举的方法,对该分组密码抵抗差分密码分析和线性密码分析的能力进行了深入研究.在轮函数是双射的假设条件下,证明了4,8,12,16轮广义Feistel密码分别至少有2,5,8,10个轮函数的输入差分非零;证明了4r(r≥2)轮广义Feistel密码至少有2r 1个轮函数的输入差分非零.从而若设轮函数的最大差分和线性特征的概率分别为p和q,则4r(r≥2)轮广义Feistel密码的差分特征和线性特征的概率分别以p2r 1和q2r 1为其上界.     

利用扩散层固定点对ARIA密码攻击的改进

ARIA密码算法是韩国学者提出的韩国分组密码标准,该文对ARIA算法扩散层固定点进行了研究,结合固定点和S盒的差分性质,构造了达到概率上界2-144的6轮差分传递链.此外,利用特殊固定点构造了新的形式为4→4的截断差分路径,实现了7轮截断差分攻击.新的攻击数据和时间复杂度约为2106,存储复杂度约为256.     

一个基于混沌的分组密码算法的分析

"基于混沌的分组密码置换网络的设计"一文提出的一个分组密码算法在已知明文攻击和唯密文攻击下都是很容易被破译的,而且在知道加密变换的条件下,很容易利用分割攻击方法求出该分组密码的密钥。此外,基于Logistic映射的混沌序列的相邻值之间的相互制约性,以及该混沌序列的前若干值对初值的低位比特不敏感。     

一阶双曲构建分组大小可变的分组密码

提出基于一阶双曲方程混合初边值问题构建分组大小可变的分组密码(VSBC)的方法.系统中使用矩阵方程进行加密/解密,矩阵方程由偏微分方程的差分格式得到,矩阵的大小可随信息大小变化,矩阵元素在加密/解密过程中随时间变化.实验表明VSBC有一些突出的优点,比如分组大小可变、密钥空间大、密钥的管理和传输方便.     

基于Feistel结构的分组密码算法Eslice

一族安全性较高的分组密码算法Eslice,包含3个版本:Eslice-64-64,分组长度和密钥长度均为64比特;Eslice-64-128,分组长度为64比特,密钥长度为128比特;Eslice-128-128,分组长度和密钥长度均为128比特。Eslice的设计灵感源于LBlock。整体采用Feistel结构,轮函数采用SP结构,所选取的S盒其各项密码性质均达到最优。线性变换仅有循环移位和异或两种操作,且密钥生成算法与加密算法使用相同的S盒。进一步,分析Eslice针对差分、线性、积分等密码分析方法的安全性,利用基于混合整数线性规划(MILP)的搜索模型,得到20轮的最小活跃S盒的个数为41个,比LBlock 20轮的最小活跃S盒的个数少3个,通过活跃S盒的个数估算差分概率和线性偏差,对算法进行安全性评估。结果表明,Eslice算法可以有效的抵抗差分攻击和线性攻击。     

一种基于多密码体制的混合加密算法

针对混合加密算法构造方法固定的问题,提出了一种基于RSA和Hill的多密码体制混合加密算法模型.首先,根据生成的一系列随机数分割明文,将混合加密算法中会话密钥转换为明文的随机分割数,并使用RSA密码对其加密.然后,改进Pascal矩阵生成算法,用该算法生成的Pascal矩阵代替Hill密码的密钥对明文加密.安全性分析和实验结果表明,该加密算法具有较强的抗攻击性和较好的加密效率.     

基于多维动态S盒和LFSR的分组密码算法

提出一种基于多维动态S盒混淆替换和n级联动线性反馈移位寄存器(LFSR)的分组密码算法.首先,通过矩阵变换初步将明文扰乱,进而进行多维动态S盒混淆替换,以此增强密文的非线性安全度;然后,通过列混淆函数进行组字节位循环移位,增强密文的扩散性;最后,使用n级联动线性反馈移位寄存器组生成动态密钥,增强每一轮迭代时的密钥随机性,使算法具有密码分组链接模式.性能分析结果表明:相对于AES算法和DES算法,本算法在增强安全性的同时对算法加解密速度影响较小.相关系数检验和差分分析实验进一步证明了算法可有效抵抗线性密码分析攻击和差分分析攻击等目前主流的密码算法攻击手段.     

六轮DES截断差分攻击算法的改进与实现

对分组密码进行截断差分攻击时,部分S盒会产生很多组子密码候选值,导致暴力攻击剩余密钥位时消耗大量时间.本文详细分析了截断差分算法中出现多组密钥候选值的原因,并分析了其出现的概率.提出两种改进截断差分攻击方案,减少候选子密码的数量并提高了攻击效率.第1种方法基于各轮S盒子密钥的非独立性,利用轮密钥在初始密钥中的重复位得到最终的候选值,最终筛选出只有一组候选值的概率达到40%左右.第2种方法将计算得到的8个S盒的所有6比特候选子密钥进行计数,选取出现频率最高的密钥,最终使48比特的候选密码个数缩减为一个.通过对六轮DES密码算法攻击的实验数据分析得知:第2种方法能够恢复出唯一的48比特子密码.     

Linear-Differential Cryptanalysis for SPN Cipher Structure and AES

0 Introduction Substitution and permutation network (SPN) structure is one of the most widely used structures in block ciphers. The SPN structure is based on Shannon’s principles of confusion and diffusion[1] and these principles are implemented through …     

利用一般线性群的BN对分解构造一类Cartesian认证码

利用有限域上一般线性群的BN对分解, 给出有限域 上的可逆矩阵在置换阵相似变换下的标准形. 构造了一类Cartesian认证码, 并给出其参数, 最后计算了在给定译码规则下一致分布的成功模仿攻击概率P_I和替换攻击概率P_S.     

一类扩展广义Feistel结构的活动轮函数个数的下界

扩展广义Feistel结构是近期提出的一类分组密码结构,为评估该类密码结构的安全性能,对4分组扩展广义Feistel结构抵抗差分密码分析的能力进行了详细的研究.在轮函数为双射的假设条件下,给出了任意轮差分特征中活动轮函数个数的下界.     

Permutation Code Encryption-New Achievement Based on Path Encryption

0 IntroductionThere are two main methods to attack block cipher :dif-ferential cryptanalysis[1]and linear cryptanalysis[2 ,3].Differential cryptanalysis can successfully attack 8-round,10-round,14-round,16-round data encryption standard (DES)using respectively 224,231,239,247plaintext-cipher text cou-ples , while linear cryptanalysis needs 221,233,247plaintext-cipher text couples to attack respectively 8-round,12-round,16-round DES successfully,the process may cost 40 secondsfifty hours and …     

分组密码发展现状

首先阐述了分组密码的定义,介绍了在分组密码发展过程中的几个典型的算法及其设计思想,然后又介绍了几种重要的分组密码分析方法,最后探讨了分组密码研究中的一些热点问题。     

一个改进的Salsa20流密码算法

提出了一种新的流密码算法设计结构,并基于此结构对流密码算法Salsa20进行改进。分析结果表明,改进后算法的滑动对个数从2256降为0,能有效抵抗滑动攻击,并能更好地抵抗第二原象攻击和差分攻击。实验结果表明,改进算法的软件实现速度基本保持不变。     

ARIA的不可能差分分析

研究了ARIA在不可能差分分析下的安全性.通过对ARIA线性扩散层的分析,提出一类新的6轮ARIA的不可能差分,并从差分重量的角度,给出了2类具有一般形式的6轮ARIAR的不可能差分的结构和计数,从理论上证明了能够达到目前研究最优的6轮ARIA的所有不可能差分.研究结果表明,在输入输出差分重量为10的条件下,攻击6轮ARIA所需的数据量为2120个选择明文,计算量为294.5次6轮加密.