DES算法S盒分析

论文摘要

S盒(Substitution Box)首次出现在Luaifer算法中,随后因DES的使用而广为流行。S盒是许多分组密码算法中唯一的非线性部件,因此,它的密码强度决定了整个密码算法的安全强度,它的工作速度决定了整个算法的制乱速度。特别地,使用高强度的S盒对于增强Feistel型密码的安全性起着至关重要的作用。对S盒的深入研究不仅有助于迭代分组密码的设计,而且对于以非线性变换为核心的密码算法的分析有相当价值,同时也有助于快速寻求满足某些特定密码需求的新的密码函数。目前对分组密码的设计主要集中在非线性S盒的设计、置换方法的选择和寻找好的密钥扩展方案。S盒的设计和构造主要集中在S盒的设计准则和构造方法上,S盒的设计准则主要有:非线性度、差分均匀度、代数次数及项数分布、扩散准则,平衡性以及相关免疫性。本文对S盒的设计准则进行了探讨,对其密码学特性进行了总结,并使用随机化来重排S盒的顺序,以提高S盒以至整个密码算法的抗攻击性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的目的和意义
• 1.2 研究现状
• 第2章 DES算法
• 2.1 概述
• 2.2 算法描述
• 2.2.1 算法思想
• -1置换)'>2.2.2 初始置换（IP置换）与逆置换(IP^-1置换)
• 2.2.3 F函数
• 2.2.4 密钥
• 2.2.5 解密
• 2.3 多重DES
• 2.3.1 二重DES
• 2.3.2 三个密钥的三重DES
• 2.3.3 两个密钥的三重DES
• 第3章 多输出布尔函数
• 3.1 布尔函数
• 3.2 布尔函数的一阶Walsh谱
• 3.3 多输出布尔函数
• 3.4 多输出布尔函数的广义一阶Walsh谱
• 第4章 S盒
• 4.1 S盒（Substitution Box）简介
• 4.2 S盒特性
• 4.2.1 非线性度
• 4.2.2 差分均匀度
• 4.2.3 代数次数及非线性阶
• 4.2.4 正交性
• 4.2.5 严格雪崩效应和扩散特性
• 4.2.6 相关免疫性
• 4.2.7 可逆性
• 4.2.8 没有陷门
• 4.3 S盒的设计方法
• 4.4 DES算法的S盒
• 4.5 DES算法的S盒输入输出分布分析
• 4.6 利用随机化因素来选择S盒的排列顺序以提高抗攻击能力
• 第5章 结论与讨论
• 致谢
• 参考文献
• 附录:在校期间在省级以上刊物上公开发表的论文
• 附件