分組密碼擴散層的改進研究.pdf

1、分組密碼具有許多優(yōu)于其他加密算法的特點，如加密速度快、易于標準化以及便于用軟硬件實現(xiàn)等，這使得其在通信與信息網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)加密、消息鑒別、密鑰管理與認證等方面扮演著核心加密算法的角色，在整個計算機通信與信息系統(tǒng)的安全領(lǐng)域中有著不可替代的地位。因此，對于分組密碼的研究一直是密碼學乃至信息安全研究的熱點方向之一。
　　 由于新的加密標準-AES的提出與制定，使得服役于信息安全領(lǐng)域20多年的DES在許多應(yīng)用中逐漸被取代。但DES精湛的密

2、碼設(shè)計思想與穩(wěn)定的安全性能一直影響著密碼學界，許多學者對DES算法的分析與改進進行著孜孜不倦的努力。同時，對于新提出的數(shù)據(jù)加密標準AES，研究者則更加側(cè)重于對算法的安全性能和加密效率進行各種分析以及在各種安全應(yīng)用領(lǐng)域的改進與實現(xiàn)。
　　 本文首先對分組密碼的設(shè)計原理與設(shè)計準則進行了分析和闡述，介紹了分組密碼中最典型的兩種加密算法-DES與AES的加解密原理，并對兩種算法的抗攻擊性能進行了系統(tǒng)的闡述。同時介紹了目前密碼界對這兩種算

3、法所做的研究工作的方向與現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上，提出了兩種針對分組密碼中擴散層的改進方案。研究的內(nèi)容分為兩部分。第一部分是對DES中的固定IP置換進行分析與改進，提出了一種利用密鑰生成非線性置換表的方法，在不改變DES的主體框架結(jié)構(gòu)且不影響算法的運算量的情況下，增加了加密密鑰長度。然后對該改進方案進行了具體實現(xiàn)并針對窮密鑰搜索法與差分密碼分析法進行了抗攻擊性能分析。第二部分是對SPN密碼結(jié)構(gòu)的擴散層進行分析設(shè)計。闡述了循環(huán)矩陣與最優(yōu)擴散層的聯(lián)