导数在密码系统布尔函数性质研究中的作用

通过对布尔函数的导数(偏导数),e-导数(e-偏导数)的意义做一些说明,以用导数(偏导数),e-导数(e-偏导数)为工具,对现代密码学中一些定理进行改进,并给出布尔函数在现代密码学中的一些有用的性质定理.     

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。     

多元平衡H布尔函数的相关免疫性研究

对平衡H布尔函数的密码学性质进行深入研究,得出一些多元平衡H布尔函数的相关免疫性定理,如三元平衡H布尔函数一定不是相关免疫的,而对于四元平衡H布尔函数可以通过构造实现一阶相关免疫性,其进一步揭示了平衡H布尔函数优良的密码学性质,为更好地研究布尔函数的密码学性质保证密码系统的安全性和抗攻击性奠定了基础.     

导数、e-导数与非线性度、代数免疫性

为提高密码系统抵抗线性逼近攻击、差分攻击、相关攻击、代数攻击等众多密码攻击的能力,提高密码系统的安全性,利用布尔函数导数部分和e-导数部分求非线性度中与函数距离最近的线性函数和求函数最低代数次数零化子的方法.分别给出了平衡H布尔函数、Bent函数、重量2n-1+2n-2的H布尔函数的与函数距离最近的线性函数、非线性度,最低代数次数零化子、代数免疫阶等结果,并给出了提高奇数元函数非线性度和代数免疫阶的方法和结果.     

旋转对称布尔函数的最高非线性度与最优代数免疫

文章研究旋转对称布尔函数的最高扩散次数、最高非线性度和代数免疫性等问题.利用导数和e-导数证明了元数为偶数的完全2次齐次旋转对称布尔函数的非线性度达到布尔函数的最大非线性度.又利用导数从n次扩散性角度,证明了旋转对称Bent函数的存在性,即验证了最大非线性度旋转对称布尔函数的存在性.另外,利用导数证明了最优代数免疫旋转对称布尔函数的存在性,并给出了用Bent函数构造最优代数免疫旋转对称布尔函数的方法.利用导数还得出了一类旋转对称布尔函数的相关免疫性.     

具有高代数免疫阶布尔函数的构造

在探讨密码学中布尔函数性质的基础上，提出了一个具有高代数免疫阶布尔函数的构造方法，利用这种方法可以构造出一类具有高代数免疫阶的布尔函数，并给出了一个实例。     

Bent函数与线性函数关系中导出的密码学性质

以导数(偏导数)和e-导数做工具,讨论密码系统中具有最高非线性度的Bent函数结构性质、重量结构与线性函数的关系.利用线性函数可从Bent函数中得到H布尔函数,使Bent函数在密码系统中有了更进一步的使用价值.它也提供了Bent函数重量关系的一些规律性变化,我们可以利用这些性质来探讨相关免疫性变化、非线性度变化等问题并得到构造Bent函数的新方法.     

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.     

具有高代数免疫阶的平衡布尔函数的构造

在探讨密码学中布尔函数性质的基础上,构造一类具有高代数免疫阶的布尔函数.它具有好的代数次数,并且具有平衡性.     

布尔函数导数的一些密码学性质

布尔函数的导数在线路分析和密码学研究中都是很有用的.文章给出了布尔函数的导数在密码学中的几个有关线性性、平衡性等的性质.     

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.     

相关免疫布尔函数的几个计数公式

讨论了重量为４，６和８的ｎ元相关免疫布尔函数的个数。给出了相应的计数公式。     

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。     

Construction of balanced rotation symmetric boolean functions with optimal algebraic immunity

Algebraic immunity is a new cryptographic criterion proposed against algebraic attacks. In order to resist algebraic attacks, Boolean functions used in many stream ciphers should possess high algebraic immunity. This paper presents one main result to find balanced rotation symmetric Boolean functions with maximum algebraic immunity. Through swapping the values of two orbits of rotation class of the majority function, a class of 4k＋l variable Boolean functions with maximum algebraic immu- nity is constructed. The function f（x） we construct always has terms of degree n-2 independence of what ever n is. And the nonlinearity off（x） is relatively good for large n.     

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。     

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。     

Trace Representations of S-boxes and Their Application

In the paper,we use trace representations of Boolean functions to obtain that a class mappings including functions F(x)=x^d over field GF(2^″),with W(d) =n-1,have desirable cryptographic properties.Therefore we generalize an important result of Nyberg.As application,we use these conclusions to analyze cryptographic property of the Sbox of AES(the Advanced Encryption Standard) and give its several equivalent representations,proving that the composition of inversion function of AES and any invertible affine transformations is impossible to satisfy strict avalanche criterion,any order propagation criteria and any order correlation immunity.