应用软件密码加密算法研究讨

通过对密码加密过程及验证密码的分析，总结出了三个特点，利用其中最主要的第二个特点，即明文密码和密文密码之间具有不可逆性，对应用软件密码进行加密，可以防止密码被破译或极大地增加了其被破译难度和破译时间。并初步探讨了增强这种算法安全性的几种相关加密算法。同时对这种加密算法的明文密码空间、密文密码空间和加密强度等作了初步的分析。根据分析可以看出这种加密算法具有很高的加密强度。     

基于序列密码的图像加密算法

结合序列密码和混沌映射的优点,提出了一种灰度图像的加密算法.该算法首先将图像矩阵化,然后通过线性移位寄存器生成周期序列,通过序列的性质选出序列中的一段并且根据序列段生成密钥矩阵,因为密钥是通过序列流产生的,所以和明文流与密文流无关,能够有效地抵御选择明文攻击;已知明文攻击等攻击手段.然后通过Hill密码加密原理使用密钥流对图像矩阵进行加密,对加密后的矩阵进行置乱迭代后生成密文图像.经过理论分析和实验验证,该算法具有敏感性高,抗差分攻击能力强,信息熵高等优点.     

一种确定的背包公钥密码体制的破译方法

背包公钥密码体制的破译方法不同于一般的统计分析方法,它主要利用公开(加密)密钥的超可达性,直接由公开密钥破译得到私人(解密)密钥,从而达到破译密文的目的。     

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.     

低轮AES的插值攻击方法

针对AES(Advanced Encryption Standard)算法3轮加密后的密文代数表达式具有的次数较低(低于255)的特点,提出了低轮AES密码的插值攻击方法.该方法利用255个函数值可惟一求出254次多项式的拉格朗日插值公式.文中分析了AES加密算法中的密文代数表达式,并给出了相应的结论及证明.利用此攻击方法,通过选取28对明密文,即可还原4轮AES的密钥,利用211对明密文,可成功破译5轮AES密码,并可把此攻击扩展到6轮AES密码.     

基于矩阵问题实现的具有数字签名功能的Hill密码体制

在研究矩阵的广义特征逆及遍历矩阵相关问题的基础上,提出了一种新型的并具有签名功能的Hill密码签名体制,并详细介绍了改进后的Hill密码签名体制加密矩阵的构造方法及加密、解密、签名的具体过程.该方案相对于文献[1]增加了签名体制的安全性及严谨性,并且通过遍历矩阵进行密钥交换避免了遭受中间人的反射攻击,同时也提高了方案的效率.     

密文明文长度比可变的多变量公钥加密方案

多变量公钥密码体系是一种能保证后量子通信安全的重要方法。现今,能投入到实际应用、高效且安全的多变量公钥签名方案有很多,加密方案却很少。2013年后量子密码会议上,Tao等人提出了简单矩阵加密方案。该方案在保证安全性的前提下,具有较高的效率,但该方案的密文明文长度比固定为2。针对这一情况,对简单矩阵加密方案进行改进,提出Cubic AB加密方案。在该方案中,矩阵A的各元素由随机二次多项式构成;并选用一个扁长的矩阵来取代原方案中的B、C矩阵。使得该方案在能抵抗秩攻击的同时,密文明文长度比能灵活改变。并且随着安全性的提高,密文明文长度会相应减小,解密过程也随之加快。     

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。     

序列密码和分组密码的混合加密体制研究

在Shannon的密码体制上,文章将序列密码和分组密码结合而成为一种混合密码体制,该加密体制综合利用两种密码体制的特性来得到较高的安全性。通过序列密码产生分组密码所用的密钥流,对密钥流分组得到各分组密钥,这种加密方法克服了混合分组加密各分组密文有相关性的缺陷,从而使传输中的错误不会影响密文的解密,从而达到使用固定密钥实现一次一密。     

AES的插值攻击方法

由Jakobsen和Knudsen提出的插值攻击, 是对具有简单代数函数作为S盒的分组密码十分有效的一种密码分析方法. 本文分析了AES(Advanced Encryption Standard)算法中的代数表达式, 得出三轮AES加密后的明密文代数表达式具有次数较低(低于255次）的特点. 由于此特点, 通过拉格郎日插值公式, 利用255个函数值可唯一地求出254次多项式的表示, 把插值攻击应用到了低轮AES的密码分析中, 并给出了相应的结论及证明. 利用此攻击方法, 通过选取256对明密文, 即可还原4轮AES的密钥, 利用2048对明密文, 可成功地破译5轮AES密码, 并可把此攻击扩展到6轮的AES密码.     

基于群环上的公钥密码体制

给出了基于群环上的离散对数问题的公钥密码体制.利用有限域上一般线性群中矩阵的阶等于其Jordan标准形的阶这一结论,结合有限域上线性代数的有关理论,给出了基于一般线性群上的一类交换群环中可逆元的存在性以及构造方法,并说明在这一群环上存在离散对数问题,利用这一群环的良好的密码性质构造出基于群环上的公钥加密体制.对该密码体制的安全性以及对加密解密计算代价和密码体制的实现方法进行了讨论,并用实例证明了该密码体制的可行性.     

基于可逆矩阵加密技术的保密通信数学模型

矩阵是线性代数中的一个重要组成部分,可逆矩阵在矩阵理论与应用中都占有很重要的地位.主要探讨可逆矩阵在保密通信中的应用,首次建立了可逆矩阵在保密通信中加密技术的数学模型,并给出了可逆矩阵对字符以及对图片进行加密与解密的应用实例.     

两种基于欧拉定理的背包概率加密体制

本文根据欧拉定理对背包加密体制进行了改进,为了防止破译,采取了变形序列,将超递增序列转化为非超递增的伪随机序列,使得每次加密的密文都不同,加大了破译密文的难度.从而提高了背包加密体制的安全性.     

矩阵在信息编码中的应用

矩阵是高等代数的基本概念之一,是线性代数的核心内容。它借助于几何概念分析纯代数问题,是基础学科中求解线性方程组的理论工具。随着科技的进步与发展,矩阵在物理学、计算机科学、数学建模、密码学以及统计分析学等应用数学类学科中都作为重要工具发挥着越来越广泛的作用。本文通过论述矩阵在密码学方面应用的系列特性,简要分析并掌握信息编码的加密、解密技术和思想,从而提高对于公安网络安全与执法工作的能力。     

以群为基础的密码学

A．米雅斯尼科夫等 著 自古以来，密码就是军事、外交的重要手段，尤其是第二次世界大战中，盟军取胜主要因素之一就是破译德日轴心国的密码，而参与破译工作的大都是数学家，数学是密码的编写与破译中不可缺少的工具。     

一种新的公钥密码体制和签名方案

文章提出一种新的安全性基于离散对数难题的公钥密码体制,以及安全性基于大整数分解难题的签名方案.与BSA体制和ELGAMAL体制相比,该密码体制能抵抗通过将一个密文表示成其他已知明文的密文的幂乘来求得该密文所对应的明文的攻击,该签名方案能抵抗通过已知的消息-签名对相除得到某些消息的签名的攻击,同时该密码体制和签名方案不需要使用随机数生成器生成加密参数,也不需要避免该参数的重复使用.在对该密码体制和签名方案进行分析后,得出该密码体制和签名方案是安全的.     

基于MGSW15方案的分组密码电路的同态运算

全同态加密(FHE)允许在不知道秘密信息的前提下对密文进行任意运算,已成为大数据和云安全背景下的热门研究方向,近年来取得了重大进展.但在实际应用中全同态加密仍面临诸多问题,其中严重的密文扩张给密文传输带来了巨大压力,通过将全同态加密方案与对称密码相融合可以有效解决这一问题.GSW类型的全同态加密方案效率较高,且进行同态计算不需要再线性化技术,本文选取了支持并行操作的MGSW15方案,其密文可以转化为任意基于LWE的FHE方案的密文.给出了在云计算背景下基于MGSW15方案实现密文压缩的基本框架,并利用该方案分别同态计算实现了分组密码AES-128、PRINCE、SIMON-64/128电路,根据每种分组密码的结构特点对其明文分组采用多种切割方式以提高同态运算效率,最后对效率和安全性进行了分析.结合AES算法的安全性、通用性以及轻量级分组密码算法PRINCE和SIMON的高效性,本文的工作在实际应用中效率更高、应用范围更广,密文传输量与明文规模的比值趋近于1,且传输1比特明文只需进行O(1)次同态乘法.     

利用矩阵分块简化行列式计算

通过对矩阵分块问题的推广,给出计算某些n阶行列式的简便方法,该方法突出线性代数中两大数学工具的联系.     

基于二次剩余的密钥体制的构造

为了避免确定性的公钥密码体制容易遭受选择明文攻击的问题,文中以大数因数分解的困难性和模Blum数的二次剩余求平方根的不易性为理论基础,引入随机数,构造了一种以二次剩余为基础的多项式加密密钥体制。该密码体制的密码强度不低于RSA公钥密码体制的密码强度,可以有效地抵挡来自选择明文的攻击,安全性较高。它的密文膨胀率不高于Blum和Goldwasser提出的BG密码体制的密文膨胀率,当我们要传输的明文较长时,它的密文膨胀率近似为1。     

基于矩阵的内积函数加密

函数加密是公钥密码中一新的研究方向.不同于传统的公钥加密,它允许用户细粒度访问控制加密信息,利用私钥对密文进行解密,但得不到关于明文的任何信息.利用一般函数构造简单加密方案对函数加密的研究至关重要.现有的具体函数加密方案大多是基于椭圆曲线上双线性对来构造的,满足较高的安全性,但是双线性群上的乘法以及指数运算较慢,参数选择复杂,导致计算效率不高,且得不到关于明文的函数或者得到的函数依然是基于离散对数这一困难问题.文章提出了一种利用可逆矩阵作为主私钥的内积函数加密方案,即解密者利用一个关于向量的私钥解密一个消息x的密文,结果得到〈x,y〉却得不到关于x的任何信息,并证明方案的安全性.