一种新的混沌分组密码算法

提出了一种新的分组密码算法,该算法把128比特的明文加密为128比特的密文.算法的密钥由128位的比特流K和Logistic映射的初值x0两部分组成.整个加密过程包含了一个初始变换、8个轮变换和最后的一个输出变换.每一轮使用一个128比特的轮密钥K(r)来加密上一轮的输入C(r-1),并把输出反馈到下一轮的输入.所有的轮密钥都是由128位的比特流K和由Logistic映射产生的128比特随机二进制序列导出.理论与实验分析表明该算法克服了一些纯混沌密码系统的固有缺陷,具有较高的性能.     

对流密码算法LEX的差分故障攻击

基于面向比特随机故障模型对流密码算法LEX(Leak EXtraction)进行了差分故障攻击,得出：需要96对正误输出密钥流和232次计算或120对正误输出密钥流和216次计算可完全恢复128 bit初始密钥.结果显示LEX对差分故障攻击是不安全的.     

高级加密标准AES-192的7轮不可能差分分析

结合密钥扩展算法和划分子集的方法,提出7轮AES-192的不可能差分分析方法.首先估算猜测初始轮的错误密钥的最小概率;然后计算所需的明密文对的数量并选择明密文对,计算密文对的差分,猜测特殊的密钥字节对其进行不可能差分攻击.该攻击需要278选择明文,记忆存储空间为2129分组,以及约2155的7轮AES-192加密.与目前现有的结果相比,该攻击需要更少的选择明文数和较低的时间复杂度.     

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。     

基于二次密钥加密的快速图像加密算法

为了确保图像信息能够在网络上安全传输,针对传统混沌加密算法安全性不高、计算复杂度太大、密钥随机性不高等缺陷,提出了一种基于二次密钥加密快速的图像加密算法。该算法结合耦合映像格子-S盒(CML-SBox)和对称矩阵变换(SMT)生成密钥流,通过SMT生成的初始密钥流组成两个一维数组对原图像像素进行置乱,然后用SBOX生成最终密钥流与分块后的图像像素进行异或,最后将后一块的密文与前一块的密文进行异或,从而达到扩散的目的。由于置乱和扩散分别用到的是初始密钥流和最终密钥流,而初始密钥流的计算复杂度明显比最终密钥流小,因此大大降低了算法的整体的计算复杂度。     

一种改进的基于多混沌映射的流加密算法

为了提高计算精度受限情况下单混沌映射流加密系统的安全性,改善输出密钥流序列的性能,采用多混沌加密思想,对多种不同单混沌映射进行合理组合.提出一种改进的基于多混沌映射的流加密算法,使产生的密钥流序列具有更高的安全性,并且通过FIPS140-2标准的随机性能测试.分析和仿真结果表明:与传统的基于单混沌控制的流加密算法相比,该算法扩展了初始密钥空间和流周期,产生的密钥流序列具有良好的随机性,提升了初始密钥包含特殊值时密钥流序列的性能.     

一种针对祖冲之算法的猜测决定攻击

为了分析ZUC算法在抵御猜测决定攻击方面的安全性,针对ZUC算法在比特重组以及非线性函数中独特的16比特半字的运算,提出基于16比特半字的猜测决定攻击.该攻击方法首先将ZUC中的状态转换运算变换为半位的运算,将线性反馈移位寄存器中的每个状态分为上下半位,然后通过使用Viterbi-like算法计算出猜测决定攻击的基本点,根据已知的基本点状态和变换后的半位运算,决定出其他未知的状态,从而实现对内部状态的恢复.结果表明,这种猜测决定攻击计算复杂度为2398,所需数据量为6个32比特密钥字,该结果优于已有的针对ZUC的猜测决定攻击.     

基于密钥流缓冲区和DNA动态编码的图像加密算法

数字图像的安全性传输是研究热点问题．针对现有基于DNA序列的图像加密算法中密钥对明文敏感性不足的问题,提出了一种基于密钥流缓冲区和DNA动态编码的图像加密算法．首先,利用混沌系统产生伪随机序列对明文图像实现全局置乱;然后,通过PWLCM混沌系统初始化密钥流缓冲区,根据明文像素值选择密钥,对置乱图像进行DNA动态编码;最后,对编码后的密文序列再进行一轮扩散操作．仿真结果表明,该算法在置乱度、密钥空间、抵御差分攻击和统计攻击等方面均具有良好的效果．     

混合密码SCB算法的密钥恢复攻击

针对SCB(senior cross breed)算法序列部分设计的安全问题,在已知序列部分生成的密钥流的情况下,用O(244)的计算复杂度恢复算法的种子密钥。为得到序列部分攻击所需要的密钥流,基于单比特随机故障模型,对SCB算法分组部分进行了差分故障攻击,当引入640次故障时,攻击算法成功率可以达到99.4%。恢复算法256 bit种子密钥需要的计算复杂度为O(244)。     

对MIBS算法的中间相遇攻击

MIBS是一种Feistel结构的轻量级分组密码算法,它广泛适用于RFID等计算资源严格受限的环境.评估了简化轮数的MIBS算法对中间相遇攻击的抵抗能力,研究了MIBS算法的一个等价结构,构造出它的一个6轮区分器.基于6轮区分器,利用中间相遇攻击的方法,分别对8/9/10轮的MIBS-64/80和11轮的MIBS-80进行了攻击,并利用密钥生成算法中轮密钥之间的关系降低了数据复杂度和时间复杂度.所有的攻击实例都给出了复杂度分析.攻击结果表明11轮的MIBS-80对中间相遇攻击是不免疫的.     

混合密码SCB算法的密钥恢复攻击

针对SCB (senior cross breed)算法序列部分设计的安全问题, 在已知序列部分生成的密钥流的情况下,用 O(2⁴⁴)的计算复杂度恢复算法的种子密钥。为得到序列部分攻击所需要的密钥流, 基于单比特随机故障模型, 对SCB算法分组部分进行了差分故障攻击, 当引入640次故障时, 攻击算法成功率可以达到99.4%。恢复算法256 bit种子密钥需要的计算复杂度为O(2⁴⁴)。     

积模 2N±1 的快速算法

提出了一种利用一个运算器计算两个２Ｎ－位整数乘积按２Ｎ＋１和２Ｎ－１取模的算法．这种算法依赖于整数字节间卷积的加法和平方运算,而不依赖于其乘法运算．由于平方运算是一元运算,所以在使用ＲＯＭ查表情况下,可以大大节省ＲＯＭ位数,从而提高算法的效率和通用性．     

循环椭圆曲线耦合一致分布混沌映射的混合图像加密算法研究

由于当前的Logistic混沌映射无法满足一致分布,且在混沌区域存在空白窗口,使得混沌区域较小,在利用该映射加密图像时,导致了较小的密钥空间,降低了加密系统的安全性。因此,定义了一个循环椭圆曲线,设计了一致分布Logistic混沌映射和伪随机混合密钥流生成器,再根据混沌方程与循环椭圆曲线,构造一个加密函数,提出了循环椭圆曲线与一致分布Logistic混沌映射相融合的图像加密算法。首先,根据一致分布Logistic混沌映射和256位的外部密钥以反馈模式生成初始密钥流;然后利用循环椭圆曲线产生的伪随机位序列混合初始密钥流,得到伪随机混合加密数据流;最后根据加密函数对图像进行加密。借助MATLAB仿真平台,对算法及其他几种加密系统进行了对比仿真分析。结果表明:与当前的Logistic映射相比,设计的混沌映射具有更好的一致分布行为;与其他几种加密算法相比,具有更好的加密质量;且密钥空间巨大。     

基于缩减到53(20-72)步的SHA-1的H2-MAC的等价密钥恢复攻击

H2-MAC是Kan Yasuda在ISC 2009上提出的一种新型的MAC结构,与HMAC的不同之处仅在于H-MAC用固定的常数IV代替HMAC的外部密钥,计算MAC值时只访问一次种子密钥,在保持HMAC优势的基础上简化密钥管理。文中首次给出基于缩减到53 (20-72)步的SHA-1的H2-MAC的等价密钥恢复攻击,并进行一般性伪造攻击的理想复杂度。     

一种基于近似类抽样的组合聚类方法

FCM聚类算法具有线性的时间复杂度,但它对初始化非常敏感。而k-中心点轮换法对初始化不太敏感,但其缺点就是时间复杂度较高,不能直接应用到海量数据集的聚类分析中。为克服这两类聚类算法的缺点,而充分利用它们的优点,很自然地提出一种基于近似类抽样的组合聚类算法。这种组合聚类算法的时间复杂度是O（n2m）。仿真实验表明,它具有稳定的聚类结果。     

置换密钥矩阵加密算法的改进

提出了对分组加密算法(RKM)的改进,主要包括密钥进化算法、特征因子子矩阵和密钥的分发与更新算法.密钥进化算法是特征因子子矩阵生成算法和密钥分发与更新算法的基本组件,由一个16字节的单字节数组(称为进化指针)和一个密钥矩阵计算一个新的密钥矩阵.特征因子子矩阵是把128 bit矩阵特征因子作为进化指针代入密钥进化算法计算而得.在引入特征因子子矩阵的基础上对算法流程进行了改进,使算法的加、解密完全对称.在不降低算法安全性的基础上减少了4轮异或运算,从而降低了运算量.在密钥进化算法的基础上设计了密钥的分发与更新算法,使算法无需每次传输密钥矩阵就能共享.     

水印图像的混沌置乱算法

利用混合光学双稳混沌序列的伪随机性和初值敏感性,提出一种用于数字水印中的水印图像置乱算法.该算法针对水印图像,没有使用过多的额外技术,所以算法的复杂度较低;因为混合光学双稳混沌序列的伪随机特性,所以图像置乱的效果比较理想;混沌序列对初值具有敏感性,因此提高了置乱算法的安全性,使水印的安全依赖于密钥,且只需1个密钥,不同于logistic混沌序列需2个密钥.在数字水印技术中使用这种置乱技术,可以有效抵抗例如剪切等集中式攻击,使水印更具鲁棒性.     

一种新型可变半径的球形译码算法

在MIMO系统的信号检测算法中,球形译码算法的性能最接近最大似然检测算法,但传统的球形译码算法复杂度较高。详细分析了球形译码算法原理的基础上对传统算法进行改进,提出了一种新型可变半径的球形译码算法。仿真结果表明,新算法可以在保持译码性能的同时有效地降低运算复杂度,从而更适合现代无线通信实时性的要求。     

一种采用函数迭代运算的数据流挖掘方法

针对数据流的特点,提出利用函数迭代运算的方法来提取数据流中的频繁项集的挖掘方法.整个挖掘过程只需扫描数据流一次,不产生频繁候选集.算法的时间复杂度是比较低的.实验仿真结果也验证了该挖掘方法是有效的和可行的.