流密码中布尔函数的构造及代数攻击研究

论文摘要

近几年来,随着各国个人移动通信业务的蓬勃发展,特别是无线通信技术的不断成熟,人们开始逐步地重视通信中的安全保密问题。由于在移动通信环境下,“一位一密”的流密码相对于分组密码具有更好的应用特性及安全特性,因此,流密码算法的设计与分析便再一次成为各国学者研究的热点。而近来来一种新型攻击方法——代数攻击的提出,对传统的流密码的设计标准产生了巨大冲击。本文主要讨论了流密码中的代数攻击、LILI-128流密码体制分析、代数免疫阶若干性质、一类具有最高代数免疫阶布尔函数的构造等四个方面的问题。本文取得的主要结果如下:1.系统的研究了流密码中的代数攻击,主要研究了超定多变元方程组的求解方法,给出了滤波生成器流密码的代数攻击原理及成果,研究了代数攻击中布尔函数零化子的构造及在流密码分析中的实际应用。2.研究了LILI-128流密码体制,系统分析了目前针对LILI-128比较有效的的几种攻击算法及成果;利用复杂性算法、像空间重构、聚类、非线性预测和混沌同步等算法,提出了一种新型的有效攻击算法,成功重构出了LILI-128流密码的滤波函数f d。3.对代数攻击中代数免疫阶的性质进行了系统的分析,针对基于线性反馈移位寄存器的代数攻击方法的提出对流密码中布尔函数设计要求产生的巨大冲击,提出了一类具有最高代数免疫阶布尔函数的构造,并分析了其汉明重量、非线性度等重要密码特性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文研究的背景及意义
• 1.2 课题研究现状及发展趋势
• 1.3 本文的研究概要及论文安排
• 1.3.1 本文研究概要
• 1.3.2 论文架构
• 第2章 流密码设计标准及布尔函数研究
• 2.1 流密码简介
• 2.2 流密码的设计准则及检验标准
• 2.3 流密码中布尔函数
• 2.3.1 布尔函数的表示
• 2.3.2 布尔函数主要性质分析
• 2.3.3 布尔函数不同性质之间的联系
• 2.4 本章小结
• 第3章 流密码中的代数攻击的研究
• 3.1 超定多变元高次方程组研究
• 3.1.1 Linearization 方法
• 3.1.2 Relinearization 方法
• 3.1.3 XL 算法
• 3.1.4 Grobner Bases 算法
• 3.2 流密码的一般代数攻击
• 3.3 零化子研究
• 3.4 本章小结
• 第4章 LILI-128 流密码体制研究
• 4.1 LILI-128 流密码发生器的原理
• 4.2 LILI-128 密码特性分析
• 4.2.1 快速相关攻击
• 4.2.2 时间/存储/记忆交换攻击
• 4.2.3 代数攻击
• 4.3 基于计算复杂度的新型攻击
• 4.4 本章小结
• 第5章 一类具有最高代数免疫阶新型布尔函数的构造
• 5.1 代数免疫阶性质分析
• 5.2 一类具有最高代数免疫阶的布尔函数的构造
• 2k 构造原理'>5.2.1 函数Φ_2k构造原理
• 2k 的攻击变量分析'>5.2.2 函数Φ_2k的攻击变量分析
• 5.3 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 附录一 硕士在读期间撰写的论文
• 附录二 个人简介