對(duì)稱密碼算法測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì).pdf

1、安全性強(qiáng)度主要是指密碼算法抵抗現(xiàn)有各種攻擊的能力，它對(duì)密碼算法是至關(guān)重要的。只有在保證安全強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，才能考慮密碼算法的其他特性。所以，判斷密碼算法的安全性對(duì)密碼算法的設(shè)計(jì)以及研究工作具有非常重要的實(shí)際意義，而能夠測(cè)試密碼算法安全性，且與具體算法無(wú)關(guān)的測(cè)試平臺(tái)更是科研工作所必需的。
　　 在以上背景下，本文首先對(duì)對(duì)稱密碼算法的統(tǒng)計(jì)性測(cè)試，分組密碼S盒的測(cè)試以及密碼算法的攻擊方法進(jìn)行分析總結(jié)，然后在此基礎(chǔ)上建立測(cè)試平臺(tái)。測(cè)試平臺(tái)

2、的主要測(cè)試方法有統(tǒng)計(jì)性檢測(cè)、S盒指標(biāo)測(cè)試和攻擊方法。其中，統(tǒng)計(jì)性測(cè)試主要是通過(guò)對(duì)二進(jìn)制序列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)方面的測(cè)試來(lái)判定序列是否是隨機(jī)的;S盒的測(cè)試則是針對(duì)S盒的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則來(lái)進(jìn)行測(cè)試的，這是由于S盒是分組密碼算法中唯一的非線性結(jié)構(gòu)，它決定了分組密碼的安全性，因此對(duì)分組密碼的測(cè)試，主要是針對(duì)S盒的測(cè)試;在攻擊方法方面，主要研究了最近提出的差分代數(shù)方法，并利用此思想，提出了對(duì)MISTY1算法的高階差分代數(shù)攻擊。
　　 對(duì)稱密碼算法的測(cè)試主

3、要包括了統(tǒng)計(jì)性測(cè)試和S盒測(cè)試，本文首先對(duì)隨機(jī)性測(cè)試中的頻率測(cè)試，序列測(cè)試，自相關(guān)測(cè)試，矩陣測(cè)試等幾個(gè)典型測(cè)試方法進(jìn)行詳細(xì)的介紹;接著對(duì)分組密碼的主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，介紹了S盒的構(gòu)造方法，并分析了由S盒的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則而來(lái)的相關(guān)測(cè)試指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，建立測(cè)試平臺(tái)，使平臺(tái)具有全面的測(cè)試方法并不依賴于某個(gè)密碼算法。
　　 在對(duì)稱密碼算法的攻擊方法方面，本文根據(jù)現(xiàn)有的密碼算法攻擊方法，重點(diǎn)研究了差分代數(shù)攻擊方法，分析了8輪MISTY1算法的S盒

4、的最大差分概率，接著根據(jù)差分代數(shù)分析的思想，提出了高階差分代數(shù)分析的方法，并利用此方法對(duì)具有APN函數(shù)構(gòu)造的S盒的MISTY1算法進(jìn)行攻擊，從而有效簡(jiǎn)化了代數(shù)攻擊的求解過(guò)程，通過(guò)與其他攻擊方法在復(fù)雜度方面的比較，證明了高階差分代數(shù)攻擊在對(duì)MISTY1算法進(jìn)行分析時(shí)的優(yōu)勢(shì)。
　　 最后，針對(duì)AES和MISTY1算法的S盒，利用測(cè)試平臺(tái)對(duì)其分別進(jìn)行隨機(jī)性測(cè)試和S盒相關(guān)指標(biāo)的實(shí)際測(cè)試，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，驗(yàn)證密碼算法安全性的同時(shí)，證明