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CS-CIPHER两个变体的线性密码分析 被引量：4
1
作者 吴文玲 卿斯汉 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期283-285,共3页
CS CIPHER是NESSIE公布的 17个候选算法之一 ,它的分组长度为 6 4 比特 .本文对CS CIPHER的两个变体进行了线性密码分析 .对第一个变体的攻击成功率约为 78 5 % ,数据复杂度为 2 52 ,处理复杂度为 2 3 2 .对第二个变体的攻击成功率约为... CS CIPHER是NESSIE公布的 17个候选算法之一 ,它的分组长度为 6 4 比特 .本文对CS CIPHER的两个变体进行了线性密码分析 .对第一个变体的攻击成功率约为 78 5 % ,数据复杂度为 2 52 ,处理复杂度为 2 3 2 .对第二个变体的攻击成功率约为 78 5 % ,数据复杂度为 2 52 ,处理复杂度为 2 112 . 展开更多
关键词 分组密码 线性密码分析 保密通信 CS-cipher
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S盒密码学指标自动评估系统设计与实现
2
作者 冷永清 敖天勇 +2 位作者 邱昕 崔兴利 李邵石 《信息网络安全》 北大核心 2025年第7期1103-1110,共8页
针对分组密码核心部件S盒的密码学指标计算繁琐、低效且缺乏便捷的评估软件问题,文章提出一种S盒多项密码学指标的计算方法及快速求解算法和一种S盒分量布尔函数的代数正规型形式快速求解算法。基于这些计算方法,利用MFC/C++编程技术,... 针对分组密码核心部件S盒的密码学指标计算繁琐、低效且缺乏便捷的评估软件问题,文章提出一种S盒多项密码学指标的计算方法及快速求解算法和一种S盒分量布尔函数的代数正规型形式快速求解算法。基于这些计算方法,利用MFC/C++编程技术,文章设计并实现了一套S盒密码学指标快速评估软件。该软件能够自动计算S盒的非线性度、线性逼近优势、差分均匀性、代数次数、代数项数分布、雪崩特性、扩散特性、不动点个数等多项密码学指标,具有操作简便、评估全面等优点,能够有效减少评估S盒的工作量。 展开更多
关键词 信息安全 分组密码 S盒 密码学指标 评估系统
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一种基于白盒密码的Java源码防篡改方法 被引量：2
3
作者 穆爽 张权 徐欣 《计算机应用与软件》 北大核心 2025年第2期61-65,164,共6页
针对Java编写的软件容易被逆向工程盗版的问题,提出一种Java虚拟机层面的防篡改方法,被加密的字节码文件在执行前通过动态解密进行还原。综合考虑传统密码算法的密钥安全问题,选用白盒密码作为加解密算法,并针对白盒密码表的缺陷,对表... 针对Java编写的软件容易被逆向工程盗版的问题,提出一种Java虚拟机层面的防篡改方法,被加密的字节码文件在执行前通过动态解密进行还原。综合考虑传统密码算法的密钥安全问题,选用白盒密码作为加解密算法,并针对白盒密码表的缺陷,对表的导入导出逻辑进行修改,进一步提高该方法的安全防护能力。实验证明,其能在不影响软件原有功能的基础上更加有效地阻止源码篡改。 展开更多
关键词 白盒密码 JVMTI 字节码加密 防篡改
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ZUC-128的量子电路实现 被引量：1
4
作者 刘嘉宏 谭晓青 黄睿 《密码学报(中英文)》 北大核心 2025年第3期513-526,共14页
近来,对称密码算法的量子实现受到了广泛的关注.ZUC流密码算法是我国自主研发的对称密码算法,于2011年9月被3GPP采纳为新一代宽带无线移动通信系统的国际标准.本文主要研究ZUC-128算法的高效量子电路实现,设计了更高效的S1盒量子电路和... 近来,对称密码算法的量子实现受到了广泛的关注.ZUC流密码算法是我国自主研发的对称密码算法,于2011年9月被3GPP采纳为新一代宽带无线移动通信系统的国际标准.本文主要研究ZUC-128算法的高效量子电路实现,设计了更高效的S1盒量子电路和线性变换L2的量子电路,使用流水线结构进一步优化了已有的ZUC-128算法量子电路.本文提出的ZUC-128量子电路需要753个量子比特、10399 Toffoli门、279532个CNOT门、28150个X门,Toffoli深度为45282,比已有方案节省6371个Toffoli门、68585个CNOT门. 展开更多
关键词 ZUC算法 流密码 S盒 量子电路 塔域分解
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基于行为级BDD与复合域优化的高吞吐量SM4架构
5
作者 丁勇盛 王胜 +3 位作者 曹元 蒋昊润 董为民 陈怡逍 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第12期3382-3388,共7页
针对资源受限终端在高速通信场景下对大吞吐量加密处理的需求不断提高,提出了一种高吞吐量SM4核心架构。该方法在轮函数内部对S盒前后插入流水寄存器,使关键路径缩短为单个S盒延时,并结合行为级BDD技术构建新的S盒以降低逻辑面积。进一... 针对资源受限终端在高速通信场景下对大吞吐量加密处理的需求不断提高,提出了一种高吞吐量SM4核心架构。该方法在轮函数内部对S盒前后插入流水寄存器,使关键路径缩短为单个S盒延时,并结合行为级BDD技术构建新的S盒以降低逻辑面积。进一步利用矩阵预处理和延迟驱动二叉树优化复合域映射电路,得到了面积延时积较小复合域SM4S盒。实验结果表明,该架构在FPGA与ASIC上均实现了显著的吞吐量提升,其中行为级BDD S盒减少约1.33k门面积;复合域S盒在同类设计中达到当前国内最优的面积延时积。 展开更多
关键词 轻量级 高吞吐量 复合域 SM4 分组密码 S盒 BDD
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简化AES密码算法的量子电路优化
6
作者 丁浪 罗庆斌 +2 位作者 吕轶 郑圆梦 廖颢羽 《计算机科学》 北大核心 2025年第S2期912-918,共7页
AES是当前最广泛使用的国际标准化分组密码算法,美国国家标准与技术研究院(NIST)将AES的量子安全强度作为评估后量子密码安全性的参考,因此实现AES算法的量子电路并分析其量子安全性已成为密码学研究的热点。然而,由于AES算法的量子电... AES是当前最广泛使用的国际标准化分组密码算法,美国国家标准与技术研究院(NIST)将AES的量子安全强度作为评估后量子密码安全性的参考,因此实现AES算法的量子电路并分析其量子安全性已成为密码学研究的热点。然而,由于AES算法的量子电路实现需耗费数百个量子比特和数万个量子门,简化AES密码算法的量子电路实现与优化成为重要的研究方向。首先,在加密算法中,基于S盒查找表,利用DORCIS工具成功实现S盒的量子电路;其次,通过借用密钥中的一个量子比特,将该量子电路中具有3个控制位的CCCNOT门分解为4个Toffoli门,将使用的量子门控制在NCT门集内;然后,在移位操作中,通过置换变量的方式避免了加密算法中交换门的使用;最后,通过S盒查找表计算出了S盒的布尔表达式,设计并实现了密钥扩展中8量子比特的S盒量子电路。在此基础上优化了简化AES密码算法的量子电路,该量子电路的正确性在Qiskit Aer量子模拟器中得到了验证。量子资源分析结果表明,整体量子电路实现仅需32个量子比特、51个NOT门、220个CNOT门和120个Toffoli门。与已有研究相比,所提方法减少了量子资源的消耗,从而提升了简化AES算法量子电路的实现效率。 展开更多
关键词 分组密码 简化AES S盒 量子电路 布尔表达式
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提高S盒非线性度的有效算法 被引量：4
7
作者 陈华 吴文玲 冯登国 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2005年第10期68-70,86,共4页
S盒是分组密码算法中的重要的非线性部件。WilliamMillan曾给出一个能改善S盒非线性度的HillClimbing算法,它通过交换S盒的两个输出向量来提高S盒的非线性度直到非线性度达到一个局部最优值,即交换任何两个输出向量也不能提高S盒的非线... S盒是分组密码算法中的重要的非线性部件。WilliamMillan曾给出一个能改善S盒非线性度的HillClimbing算法,它通过交换S盒的两个输出向量来提高S盒的非线性度直到非线性度达到一个局部最优值,即交换任何两个输出向量也不能提高S盒的非线性度。本文研究了如何同时改变S盒的三个输出向量的位置来提高S盒的非线性度,并给出了MHC算法,它能在HillClimbing算法的基础上进一步提高非线性度。实验证明,MHC算法对随机S盒的优化效果明显大于HillClimbing算法。 展开更多
关键词 分组密码 S盒 非线性度 非线性度 有效算法 S盒 分组密码算法 输出向量 非线性部件 实验证明 MHC 最优值
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一类广义Feistel密码的安全性评估 被引量：18
8
作者 吴文玲 贺也平 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第9期1177-1184,共8页
该文评估一类广义Feistel密码(GFC)抵抗差分和线性密码分析的能力:如果轮函数是双射且它的最大差分和线性特征的概率分别是p和q,则16轮GFC的差分和线性特征的概率的上界为p^7和q^7;如果轮函数采用SP结构且是双射,S盒的最大差分和线性特... 该文评估一类广义Feistel密码(GFC)抵抗差分和线性密码分析的能力:如果轮函数是双射且它的最大差分和线性特征的概率分别是p和q,则16轮GFC的差分和线性特征的概率的上界为p^7和q^7;如果轮函数采用SP结构且是双射,S盒的最大差分和线性特征的概率是ps和qs,P变换的分支数为Pd,则16轮GFC的差分和线性特征的概率的上界为(ps)^(3Pd+1)和(qs)^(3Pd+1)。 展开更多
关键词 差分密码分析 线性密码分析 分支数 Feistel密码 安全性
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对称加密算法Rijndael及其编程实现 被引量：11
9
作者 崔建双 李铁克 张文新 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第13期89-91,共3页
AES是新的分组对称加密算法高级加密标准,源自比利时人Daemen和Rijmen共同设计的Rijndael算法。该算法充分运用了扩散和混淆技术并使用128/192/256 这3种可变长度的密钥,对128bit分组数据进行加密。对这一算法的加密过程进行了介绍,说... AES是新的分组对称加密算法高级加密标准,源自比利时人Daemen和Rijmen共同设计的Rijndael算法。该算法充分运用了扩散和混淆技术并使用128/192/256 这3种可变长度的密钥,对128bit分组数据进行加密。对这一算法的加密过程进行了介绍,说明其中S盒的生成方法。给出了利用VC++实现AES的主程序。 展开更多
关键词 AES分组加密算法 S盒实现 源代码编程
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AES和Camellia算法的可重构硬件实现 被引量：8
10
作者 杨宏志 韩文报 李光松 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第16期18-20,共3页
AES算法和Camellia算法是应用最广泛的分组密码算法,其可重构性和高速实现具有重要的理论意义和实用价值。在对算法原理进行分析的基础上,研究AES和Camellia算法的可重构性,基于S盒变换,利用并行处理和重构技术,给出它们的可重构体系结... AES算法和Camellia算法是应用最广泛的分组密码算法,其可重构性和高速实现具有重要的理论意义和实用价值。在对算法原理进行分析的基础上,研究AES和Camellia算法的可重构性,基于S盒变换,利用并行处理和重构技术,给出它们的可重构体系结构,并在此基础上高速实现了AES、Camellia算法。实验结果表明,采用该设计方案,算法实现速度快,电路资源开销小。 展开更多
关键词 分组密码 可重构 S盒
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基于AES和DES算法的可重构S盒硬件实现 被引量：12
11
作者 高娜娜 王沁 李占才 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2006年第3期446-449,共4页
密码芯片的可重构性不仅可以提高安全性,而且可以提高芯片适应性.S盒是很多密码算法中的重要部件,其可重构性对密码芯片的可重构性有重大影响.文章在分析AES和DES算法中S盒硬件实现方法的基础上,利用硬件复用和重构的概念和相关技术,提... 密码芯片的可重构性不仅可以提高安全性,而且可以提高芯片适应性.S盒是很多密码算法中的重要部件,其可重构性对密码芯片的可重构性有重大影响.文章在分析AES和DES算法中S盒硬件实现方法的基础上,利用硬件复用和重构的概念和相关技术,提出了一种可重构S盒(RC-S)结构及其实现方法.实验结果表明RC-S可用于AES算法和DES的硬件实现.基于RC-S的AES、DES密码模块规模分别是AES、DES模块的0.81/1.13,性能分别是DES/AES的0.79/0.94. 展开更多
关键词 可重构S盒 密码芯片 AES算法 DES算法
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一种新的密钥流发生器设计算法 被引量：3
12
作者 李昌刚 张昕 +2 位作者 朱芳来 应艳杰 汪永斌 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第10期138-140,共3页
流密码的安全性主要取决于密钥流的随机程度,如何构造随机性良好的密钥序列成为流密码所要研究的首要问题。该文借鉴已有的一些分组密码,如DES﹑RC5等设计中的某些产生良好非线性的方法,提出了一种产生伪随机密钥的方法,并对它们的随机... 流密码的安全性主要取决于密钥流的随机程度,如何构造随机性良好的密钥序列成为流密码所要研究的首要问题。该文借鉴已有的一些分组密码,如DES﹑RC5等设计中的某些产生良好非线性的方法,提出了一种产生伪随机密钥的方法,并对它们的随机性进行了理论分析。分析结果表明,该算法具有良好的安全性。 展开更多
关键词 流密码 RC5算法 S盒 DES算法 分组密码
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一种改进的非线性正形置换构造方法及其性能分析 被引量：10
13
作者 谷大武 肖国镇 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期477-481,共5页
对Ｌ．Ｍｉｔｅｎｔｈａｌ提出的非线性正形置换的构造方法进行了改进，指出了原方法中存在的问题．通过改进一个最大线性正形置换方法得到了非线性正形置换的个数下限．最后，引入了差值非线性度的概念。
关键词 正形置换 分组密码 S盒 密码学
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适于硬件实现的S盒构造方法 被引量：4
14
作者 杨宏志 韩文报 赵龙 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2010年第3期674-676,684,共4页
有限域上的乘法求逆变换和仿射变换混合后良好的密码学性质是Rijndeal、Camellia、SMS4等分组密码算法S盒设计的基础,总结了三种分组密码算法的S盒密码学性质,在此基础上提炼出一类S盒的构造模型,并根据硬件实现的特点,利用循环矩阵给... 有限域上的乘法求逆变换和仿射变换混合后良好的密码学性质是Rijndeal、Camellia、SMS4等分组密码算法S盒设计的基础,总结了三种分组密码算法的S盒密码学性质,在此基础上提炼出一类S盒的构造模型,并根据硬件实现的特点,利用循环矩阵给出了一大批S盒。与Rijndeal算法S盒相比,此类S盒的密码学性质更加优良,同时硬件实现的资源开销与Rijndeal算法S盒大体相当。 展开更多
关键词 分组密码 S盒 硬件实现
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截断差分-线性密码分析 被引量：3
15
作者 贺也平 吴文玲 卿斯汉 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第10期1294-1298,共5页
对差分 -线性密码分析方法进行推广 ,提出了截断差分 -线性密码分析方法 .对 9-轮和 11-轮 DES( dataencryption standard)密码算法的分析表明 ,该方法具有更加方便、灵活 ,适用范围更广的特点 .同时 ,利用截断差分 -线性密码分析方法得... 对差分 -线性密码分析方法进行推广 ,提出了截断差分 -线性密码分析方法 .对 9-轮和 11-轮 DES( dataencryption standard)密码算法的分析表明 ,该方法具有更加方便、灵活 ,适用范围更广的特点 .同时 ,利用截断差分 -线性密码分析方法得出 ,在类似 DES结构的算法中 ,S-盒的摆放顺序对密码的强度有较大的影响 .由此 ,截断差分 -线性分析方法给出了优化 展开更多
关键词 密码 差分分析 线性分析 截断差分 信息安全
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多路并行S盒替代操作指令研究 被引量：1
16
作者 戴紫彬 孟涛 +1 位作者 陈韬 张永福 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第8期135-137,共3页
在分析DES,AES,IDEA等41种分组密码算法结构的基础上,研究了4×4,6×4,8×8,8×324种常用S盒替代的操作特征和S盒的实现方式。提出一种可高效、灵活地完成4种常用S盒替代操作的专用S盒运算指令、配置指令模型,给出了专... 在分析DES,AES,IDEA等41种分组密码算法结构的基础上,研究了4×4,6×4,8×8,8×324种常用S盒替代的操作特征和S盒的实现方式。提出一种可高效、灵活地完成4种常用S盒替代操作的专用S盒运算指令、配置指令模型,给出了专用S盒指令的超长指令字(VLIW)扩展指令模型,设计并实现了S盒替代的硬件单元,并对专用S盒操作指令执行效率进行了分析。 展开更多
关键词 分组密码 S盒 查找表 超长指令字
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基于混沌和改进广义Feistel结构的轻量级密码算法 被引量：3
17
作者 佟晓筠 苏煜粤 +1 位作者 张淼 王翥 《信息网络安全》 CSCD 北大核心 2022年第8期8-18,共11页
随着物联网的快速发展,无线网络传感器、射频识别标签以及工业控制器等被广泛部署,这些资源受限设备的安全同样需要保障,而传统的密码算法需要消耗大量的资源,不适用于资源受限设备。针对以上问题,文章提出一种轻量级分组密码。S盒是分... 随着物联网的快速发展,无线网络传感器、射频识别标签以及工业控制器等被广泛部署,这些资源受限设备的安全同样需要保障,而传统的密码算法需要消耗大量的资源,不适用于资源受限设备。针对以上问题,文章提出一种轻量级分组密码。S盒是分组密码的关键性组件,通过应用两个混沌映射和跳跃蜘蛛优化算法构成的多目标优化算法生成并优化得到非线性度平均值为110,线性逼近概率为0.1172,差分逼近概率为0.0391的S盒。文章对广义Feistel结构进行相应改进,改进后的结构一次能够处理所有的中间状态,不存在未处理的分支,并结合构造的S盒、密钥扩展算法等,组成分组长度为64位、种子密钥长度为80位、迭代轮数为12轮的轻量级分组密码算法。该算法的等效门电路数量符合轻量级的标准,并且有良好的性能。 展开更多
关键词 轻量级分组密码 S盒 广义Feistel结构 混沌映射 跳跃蜘蛛优化算法
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关于正形置换的构造及计数 被引量：5
18
作者 谷大武 肖国镇 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期381-385,共5页
详细分析了文献［１］的思想，对正形置换进行了分类，给出了［１］中提出的正形置换的构造方法，指出了此种置换均是比特线性的，由此导出了线性正形置换的计数下限，最后简要给出了正形置换的几个性质，并提出了几个公开的问题．
关键词 正形置换 分组密码 S盒 密码学
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GRANULE和MANTRA算法的不可能差分区分器分析 被引量：8
19
作者 武小年 李迎新 +1 位作者 韦永壮 孙亚平 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期94-101,共8页
轻量级分组密码算法GRANULE和MANTRA结构简单,加密速度快且易于软硬件实现,特别适用于资源受限环境。为对这2种算法进行安全性分析,提出一种不可能差分区分器的自动化搜索方法。基于GRANULE和MANTRA算法结构特性,通过分析其S盒的差分分... 轻量级分组密码算法GRANULE和MANTRA结构简单,加密速度快且易于软硬件实现,特别适用于资源受限环境。为对这2种算法进行安全性分析,提出一种不可能差分区分器的自动化搜索方法。基于GRANULE和MANTRA算法结构特性,通过分析其S盒的差分分布表得到S盒差分特征,再利用中间相遇思想,分别对从加/解密方向得到的差分路径进行遍历,筛选出概率为0的最优差分路径。分析结果表明,GRANULE算法存在144个不同的7轮不可能差分区分器;MANTRA算法存在52个不同的9轮不可能差分区分器。与已有结果相比较,新发现的区分器轮数均是目前最高的。 展开更多
关键词 轻量级分组密码算法 S盒 不可能差分区分器 自动搜索
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分组密码uBlock 被引量：22
20
作者 吴文玲 张蕾 +1 位作者 郑雅菲 李灵琛 《密码学报》 CSCD 2019年第6期690-703,共14页
本文首先介绍分组密码uBlock算法,然后简要介绍uBlock的设计原理,初步的安全性分析评估,以及各种平台的实现性能等.uBlock是一族分组密码算法,分组长度和密钥长度支持128和256比特.uBlock算法的整体结构、S盒、扩散矩阵、密钥扩展等设计... 本文首先介绍分组密码uBlock算法,然后简要介绍uBlock的设计原理,初步的安全性分析评估,以及各种平台的实现性能等.uBlock是一族分组密码算法,分组长度和密钥长度支持128和256比特.uBlock算法的整体结构、S盒、扩散矩阵、密钥扩展等设计,处处体现了安全、实现效率以及适应性的平衡.uBlock算法对差分分析、线性分析、积分分析、不可能差分分析、中间相遇攻击等分组密码分析方法具有足够的安全冗余.uBlock算法适应各种软硬件平台;充分考虑了现代微处理器的计算资源,可以利用SSE和AVX2等指令集高效实现;硬件实现简单而有效,既可以高速实现,保障高性能环境的安全应用,也可以轻量化实现,满足资源受限环境的安全需求. 展开更多
关键词 分组密码 PX结构 S盒 扩散 安全性分析 指令集
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