具有最大代数免疫阶的布尔函数的新构造

针对密码学中布尔函数的构造需求, 利用布尔函数的代数标准型, 分析了布尔函数不存在次数低于 m 的非零零化子的充分条件, 得到布尔函数达到最大代数免疫阶的条件, 从而构造了一类具有最高代数免疫阶的布尔函数, 并对所构造函数的平衡性和计数问题进行了分析。     

A class of rotation symmetric Boolean functions with optimum algebraic immunity

For an odd integer n ≥ 7, this paper presented a class of n-variable rotation symmetric Boolean functions （RSBFs） with optimum algebraic immunity. The nonlinearity of the constructed functions is determined.     

布尔函数的代数免疫度与非线性度之间的关系

文章讨论布尔函数的代数免疫度和非线性度之间的关系,给出非线性度的下界与代数免疫度之间的关系,说明具有低非线性度的布尔函数的代数免疫度也很低,并把这个结果推广到高阶非线性度中.     

奇数元最优代数免疫布尔函数的构造与计数

为了抵抗代数攻击,流密码中使用的布尔函数应该具有较高的代数免疫阶,首先提出了一种构造奇数元旋转对称的最优代数免疫(MAI)布尔函数的一般方法.基于已经得到的旋转对称布尔函数,通过替换其支撑集中一些点的方法构造了大量非旋转对称的MAI函数,并且对某些构造给出了精确的计数.     

An algorithm for the spectral immunity of binary sequence with period 2<Superscript><Emphasis Type="Italic">n</Emphasis></Superscript>

To resist the fast algebraic attack and fast selective discrete Fourier transform attacks, spectral immunity of a sequence or a Boolean function was proposed. At the same time, an algorithm to compute the spectral immunity of the binary sequence with odd period N was presented, here N is a factor of 2 ⁿ ? 1, where n is an integer. The case is more complicated when the period is even. In this paper, we compute linear complexity of every orthogonal sequence of a given sequence using Chan-Games algorithm and k - error linear complexity algorithm. Then, an algorithm for spectral immunity of binary sequence with period N = 2 ⁿ is obtained. Furthermore, the time complexity of this algorithm is proved to be O(n).     

具有最大代数免疫度的偶数元布尔函数的计数

利用级联的思想研究具有最大代数免疫度的布尔函数的计数问题, 给出达到最大代数免疫度的偶数元布尔函数个数的一个新的下界, 该下界优于已有的下界结果。     

Walsh spectrum properties of rotation symmetric boolean function

Rotation symmetric function was presented by Pieprzyk. The algebraic configuration of rotation symmetric（RotS） function is special. For a Rots n variables function f（x1, x2, …, xn） we have f（ρn^k （x1, x2, …xn））=f（x1, x2, …, xn） for k=0, 1, …, n-1. In this paper, useing probability method we find that when the parameters of RotS function is under circular translation of indices, its walsh spectrum is invariant. And we prove the result is both sufficient and necessary.     

流密码中的布尔函数设计研究进展

密码函数,主要包括单输出布尔函数和多输出布尔函数,在流密码及分组密码系统中扮演着重要角色.在基于线性反馈移位寄存器的流密码系统中为了抵抗各种攻击,一个好的密码函数需要满足以下指标:较高的非线性度、平衡性、低阶相关免疫性、高的代数次数,高代数免疫阶等等.主要总结了近年来在高非线性度弹性密码函数,具有最优代数免疫度的函数和具有良好自相关性质的函数等研究方面的进展,并对其后续工作进行了展望.     

e-导数的几个性质和几个布尔函数密码学性质定理

密码安全是计算机信息安全,网络安全的保障．布尔函数的e-导数是为将其和导数一起用于研究布尔函数的密码学性质这一密码安全关键而于2007年才提出的新概念．笔者以e-导数为研究工具来探讨布尔函数的代数免疫,相关免疫这两个密码学性质的问题,得到一些判断布尔函数代数免疫阶和相关免疫阶的定理．同时,为便于对e-导数的使用,笔者也讨论了e-导数的一些性质,得出了一些相应的定理．     

布尔函数代数免疫阶的计算

讨论了计算布尔函数代数免疫阶过程中的几个算法。将矩阵仿射变换、Wiedemnn′s等方法联合运用,讨论了计算过程中各阶段的时间和空间复杂度,并进行了实际验证。     

两类具有最优代数免疫阶的奇变元布尔函数

奇变元的对称布尔函数中达到最优代数免疫阶的有且仅有两个：f0和f0＋1．在此基础上构造了两类奇变元的具有最优代数免疫阶,有较高代数次数,并且非线性度等于2^n-1-（n-1（n-1）/2）的平衡非对称布尔函数．     

具有高非线性度和最优代数次数的弹性函数的构造

具有良好的非线性度和最优代数次数的弹性布尔函数在流密码和分组密码设计和分析中起着至关重要的作用.本文通过修改Maiorana-McFarland(M-M)类Bent函数,利用不同的低阶弹性函数,给出构造高非线性度弹性布尔函数的一种新方法,所构造的函数具有严格几乎最优的非线性度和最优的代数次数.     

布尔函数性质的谱特征

布尔函数对于分组密码及流密码的安全性起着重要的作用。为了抵抗几种对密码体制的攻击,布尔函数需要具有几种相应的准则:平衡性,高代数次数,高非线性度和高相关免疫度等。Walsh变换和Walsh谱技术是研究布尔函数性质的有效方法,利用Walsh谱技术研究布尔函数的一些重要性质,将这些性质(平衡性、非线性度、相关免疫性、扩散准则、严格雪崩准则、代数免疫性)进行量化。主要研究了布尔函数的Walsh谱及相关的性质,重点介绍了布尔函数的几种密码学性质及Walsh谱与其他密码学性质之间的关系,得到了布尔函数性质的一些结果:首先介绍了布尔函数Walsh谱及其他的密码学性质,然后分析了布尔函数Walsh谱与其他性质之间的关系,包括与汉明重量、平衡性、非线性度、相关免疫性、扩散性、严格雪崩性、代数免疫性之间关系。     

相关免疫函数的组合分析法

在密码设计过程中,安全性是设计者首先要考虑的问题之一。前馈网络是一种重要的密钥流生成器。相关免疫函数是Ｓｉｅｇｅｎｔｈａｌｅｒ提出的抗击对前馈网络流密码生成相关攻击的一类函数。本文利用布尔函数的小项和表示法,从组合的角度揭示相关免疫函数的特征。这种组合分析方法对构造相关免疫函数也是一种理想的方法。     

Lüroth Expansion Digits and Maclaurin's Inequality

It is well known that for almost all real number x, the geometric mean of the first n digits d_i(x) in the Lüroth expansion of x converges to a number K_0 as n→∞. On the other hand, for almost all x, the arithmetric mean of the first n Lüroth expansion digits d_i(x) approaches infinity as n→∞. There is a sequence of refinements of the AM-GM inequality, Maclaurin's inequalities, relating the 1/k-th powers of the k-th elementary symmetric means of n numbers for 1≤k≤n. In this paper, we investigate what happens to the means of Lüroth expansion digits in the limit as one moves f(n) steps away from either extreme. We prove sufficient conditions on f(n) to ensure divergence when one moves away from the arithmetic mean and convergence when one moves f(n) steps away from geometric mean.     

Further results on generalized LCM matrices

Let S={x_1,x_2,...,x_n } be a set of n distinct positive integers and f be an arithmetic function.By(f[S])(resp.( f[S])),we denote the n*n matrix whose i,j entry is Σ[x_i,x_j]|l l∈S f(l) (resp.Σx∈Sf(x)-Σ x_i,|l l∈S f(l)-Σ x_j,|l l∈S f(l)+Σ[x_i,x_j]|l l∈S f(l)).In this paper,we first investigate the structures of the matrices ( f[S]) and( f[S]),then we give the formulae for the determinants of these matrices.These extend the results obtained by Bege in 2011.Finally,we give two examples to demonstrate the validity of our main results.     

布尔函数零化子的构造方法分析

寻找布尔函数的零化子是进行代数攻击的关键.本文对三种构造布尔函数的零化子的方法来进行了分析和讨论,并用实例对三种构造方法计算量给出了估算结果,得出了它们之间的差异.     

具有抵抗DPA攻击能力的高非线性度旋转对称布尔函数的搜索

提出了一种有效的搜索算法以实现在旋转对称布尔函数类中搜索具有抵抗DPA攻击能力的高非线性度布尔函数。 利用搜索算法在9、10元旋转对称布尔函数中得到了新的透明阶和非线性度等性质良好的函数, 其中包括透明阶优于已有结果的函数。 此外, 基于多核并行技术实现了8元旋转对称布尔函数的遍历, 首次给出了所有非线性度不低于112的8元旋转对称布尔函数, 并对其非线性度、透明阶、代数次数进行了统计分析, 这些函数可以用来构造密码学性质优良的S盒。     

Construction of semi-bent functions with high algebraic degrees

A class of semi-bent functions with an even number of variables is constructed by using the values of Kloosterman sums. These semi-bent functions are Boolean functions with four trace terms. Moreover, it is shown that the algebraic degrees of the new semi-bent functions attain the maximum values.     

An Algorithm for the Spectral Immunity of Binary Sequence with Period 2~n

To resist the fast algebraic attack and fast selective discrete Fourier transform attacks, spectral immunity of a sequence or a Boolean function was proposed. At the same time, an algorithm to compute the spectral immunity of the binary sequence with odd period N was presented, here N is a factor of 2~n-1, where n is an integer. The case is more complicated when the period is even. In this paper, we compute linear complexity of every orthogonal sequence of a given sequence using Chan-Games algorithm and k- error linear complexity algorithm. Then, an algorithm for spectral immunity of binary sequence with period N=2~n is obtained. Furthermore, the time complexity of this algorithm is proved to be O(n).