NTRU密码算法的安全性分析

随着量子计算的快速发展,目前主流的公钥密码体制如RSA、ECC等均已找到多项式时间复杂度的量子求解算法.NTRU密码算法由于至今未找到有效的量子求解算法,被认为具有抗量子计算攻击的能力,加之其具有加解密速度快、内存需求小等特点,已经在公钥密码领域受到了广泛关注.首先介绍NTRU密码算法的加解密流程以及算法的改进方案,然后从格攻击和非格攻击两方面分析NTRU密码算法的安全性,重点介绍格攻击在子域上的最新进展,以及解密错误攻击的提出和改进.     

有限域上代数方程算法问题研究2013年度报告

该年度围绕关键科学问题"有限域上代数方程求解",结合密码学理论,在求解算法研究及其密码应用方面取得了以下3个方面的进展:(1)在有限域上方程系统求解算法方面,提出了一个二元域上带噪方程系统的求解算法;给出了一种从代数方程到CNF转换的高效算法;(2)在利用代数方程求解算法进行密码分析方面,推进了分组密码KATAN、PRINCE等分析;在多变量密码的分析方面,利用线性化方法分析了MFE改进方案、扩展的多变量公钥密码方案、两层非线性Piece in hand增强方案,用多项式向量的不确定插值方法改进了对SFLASH密码体制的攻击;利用线性化方法或格基约化算法分析了一些基于格及背包问题的密码算法;在代数攻击中自动推理方法的研究方面,利用解方程组的思想,提出了基于字的分组密码算法的不可能差分路径自动化搜索的算法,扩展了Mouha等人基于混合整数线性规划的方法,给出了一种自动化评估比特级分组密码抵抗相关密钥差分攻击安全性的方法;(3)在利用代数方法设计对称密码组件方面,给出了一系列基于线性反馈移位寄存器实现的低代价最优扩散层的构造;否证了C.Carlet于1998年提出的"任何一个AB函数都EA等价于一个置换"的猜想。除以上3个方面之外,针对ALE认证加密算法泄露消息没有受到密钥保护的特点,提出了一种新的伪造攻击方法——泄露状态伪造攻击。     

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。     

一种基于身份的门限签名方案的密码分析与改进

目的对文献中的基于身份的签名方案进行密码分析。方法借助有限域上求解离散对数问题的困难性给出一个攻击。结论与结果给出一个改进方案,改进后的方案克服了原方案中的安全漏洞,同时保持原方案的其他安全特性。     

加速RSA算法的定时攻击研究

为了研究以适应弱计算环境提高密码运算速度为目标而经过Montgomery和中国剩余定理等方法加速后RSA算法的密码时间相关安全性,论文分析了Montgomery模幂运算中额外约简的发生几率,输入参数与运行时间之间的关系,提出了改进的定时按住比特搜索攻击方法,选择密文输入,对比运算耗时差量定时,按位搜索RSA的秘密因子,并在深腾1800高性能集群平台上进行了有关实验.研究显示:改进后的RSA算法虽能较好地免疫于传统定时攻击,但是按住比特搜索方法理论上完全能够搜索出RSA的素因子秘密参量.     

一种混沌双变换图像加密算法的分析与改进

对一种基于位置和灰度双重变换的混沌图像密码算法进行了密码分析,找出了一种基于选择明文攻击的密码破解方法,进而提出了一种改进的混沌双变换型图像加密算法,并对改进算法进行了安全性分析和仿真实验．理论分析和实验结果表明,改进算法能抵御选择明文攻击,且其多项其它密码学性能也有明显的改善．     

基于环面自同构的混沌公钥密码算法分析

混沌映射因其自身特性已经在私钥密码系统中得到了广泛的应用,但在公钥系统中的研究还很少. 本文介绍了一种基于典型的混沌映射环面自同构的类RSA混沌公钥密码算法, 并对其进行了抗攻击分析,经过分析可以看出该算法在某些抗攻击方面性能要优于传统的RSA算法.     

相关免疫函数

本文介绍了相关免疫函数这个概念的背景、性质和研究方法,综述了目前为止的主要成果(二元域上),并顺带介绍了传统的流密码体制以及DC攻击.最后列出了目前研究尚未解决的问题.     

密码算法芯片抗功耗攻击能力量化模型研究

提出了一种密码算法部件功耗信噪比模型,对模型进行了形式化证明,并在DES密码算法部件上进行了实验验证.理论和实验证明了该模型的有效性,通过该模型可以量化评估密码算法的抗功耗攻击能力.相比其他同类模型,此模型更简化,计算性能更高,同时对信噪比模型进行了相关拓展,可以扩展到功耗攻击的输入明文样本数来量化评估密码算法部件的抗功耗攻击能力.     

基于大整数素因子分解困难性的RSA密码体系研究

本文首先介绍了公钥密码的基本思想,进而主要介绍整数分解问题的基本概念和典型算法,并在此基础上,运用数论和代数的方法对RSA密码体系进行研究,分析其基本原理和安全性。重点研究了对这种公钥密码体系的几种攻击以及应对这写攻击的方法。     

Montgomery算法分析与研究

Montgomery算法作为一种快速大数模乘算法,常被应用于RSA、ElGamal等公钥密码算法的基本运算。对Montsomery算法进行了深入的剖析,系统地进行了理论推导,通过实验应用分析比较了两种有代表性的优化方案,并针对性地给出了其他方面的一些改进建议。     

关于序列密码相关攻击的注记

分析了序列密码的快速相关攻击算法A和算法B,计算出算法A和B中门限,并对两种门限的计算方法进行了比较.门限的计算降低了快速相关攻击算法的计算复杂度,扩大了算法的应用范围.     

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.     

椭圆曲线密码体制的研究现状

本文对椭圆曲线密码体制的研究现状进行了概述.首先简述了椭圆曲线密码体制的历史进展和数学基础,而后介绍了椭圆曲线支持的密码体制及其实际应用和相关标准,还分析了椭圆曲线密码体制的攻击现状,最后指出了这种密码体制的研究方向.     

LBlock算法基于MILP方法的安全性分析

在设计一个安全高效的分组密码时,分析其抵抗差分攻击的安全性是非常有必要的.实现这种方法的一种有效途径是寻找这个密码算法的最小活性S盒数目,或者是这个最小数目的下界.孙思维等人在2013年的信息安全与密码学国际会议上提出利用MILP方法自动分析密码算法抵抗相关密钥差分攻击的安全性,这种方法显著的减少了密码工作者的工作量.然而,在对面向位级的设计中,由于缺乏合适的工具,因此在相关密钥模型中,直接利用孙思维教授等人的方法不能直接获得满轮密码算法的具体结果.在本文中,我们用简单分割方法改善孙思维教授等人的方法,并且我们将这种改善的方法应用到LBlock算法上,我们证明满轮LBlock的任何相关密钥差分特征的概率的上界是2~(-60).对LBlock关于相关密钥差分攻击来说,用改善方法得到的安全界限(2~(-60))较之前方法得到的安全界限(2~(-56))更紧.     

改进的门限多重代理多重盲签名方案

对田娟红等人提出的鲁棒的多重代理多重盲签名方案进行密码分析,发现方案不能抵抗伪造攻击.对其进行改进,提出了一个新的门限多重代理多重盲签名方案.证明了改进方案具有盲性和适应性选择消息攻击下的存在不可伪造性.     

一种基于选择明文-时间差异的边信道攻击方法

为了研究密码算法的安全性能,提出了一种基于选择明文-时间差异的边信道攻击(简称选择明文-时间攻击)方法.该方法通过选择少量适当的明文输入密码系统,检测相应部分代码的执行时间,从而分析获取密钥,用来攻击分组密码或公钥密码系统.为了便于说明,文中以分组密码DES算法为例,详述了选择明文-时间攻击的具体实现.在单片机上的实验...     

对一种基于身份门限签密方案的密码分析及改进

对一种基于身份的门限签密方案进行了密码分析,发现该方案不能抵抗伪造攻击.对这种方案进行了改进,改进后的方案克服了原方案的安全隐患,并且保留了原方案的优点.     

MICKEY流密码算法的能量攻击

为了发现可用于能量攻击的硬件实现与算法体制的安全漏洞,全面评估流密码算法MICKEY的安全系数, 给出了一种差分能量攻击方案.基于MICKEY硬件实现简单和抵抗传统攻击技术的事实,它以三输入异或部件为切入点,通过分析其寄存器R和S的能量消耗和统计特征,发现了反馈值与能量消耗之间的关系,并通过软件仿真证实了密钥比特猜测正确和错误时峰值的显著差异.模拟攻击结果显示,获得MICKEY全部80 b密钥只需48 s.得出了所给出的能量攻击方案有效且可行的结论.     

Rijndael算法的结构与安全性分析

阐明了Rijndael是一种第一轮和最后一轮特殊处理的SP结构;分析了S层S盒的代数特性、P层的分支数和密钥加层的主要变换,证明了Rijndael具有抵抗差分密码分析、线性密码分析、密钥相关攻击和其他已知密码攻击的能力,从一个新的角度揭示了Rijndael算法的安全性.