分组密码SMS4安全性分析

论文摘要

WAPI(无线局域网鉴别与保密基础结构)是我国自主研发的，拥有自主知识产权的无线局域网安全技术标准。WAPI采用的是国家密码管理委员会办公室批准的椭圆曲线密码算法和分组密码算法SMS4，其中算法SMS4也是我国官方公布的第一个商用的分组密码算法，而如何对这些加密算法进行安全性分析是当前的一个研究热点。本文重点对算法SMS4的安全性进行了深入的研究。Square攻击是经典的攻击方法之一，其主要思想就是观察和追踪加密过程中活跃字节或活跃字的变换情况来寻找平衡字节或平衡字。本文首次基于SMS4的轮结构中的活跃字变化的特点，选择了一个特定的明文形式来构造一个含3个活跃字的∧集，通过观察平衡字的传播路径，在第9轮找到了一个平衡字，由此构建出一个新型的12轮区分器并用此区分器对14轮SMS4进行square攻击；又根据SMS4轮结构的特点，分析了前12轮的密文差分转移过程，发现在第8轮的第一个字节加解密时的差分不相等，并由此构建了一个11轮区分器，并利用相关密钥不可能差分密码分析技术对12轮SMS4进行攻击。

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Abstract

第一章绪论

1.1 密码学的基本介绍

1.2 密码学的分类

1.3 密码系统

1.4 本文章节安排

第二章分组密码简介

2.1 分组密码概述

2.1.1 分组密码的基本概念

2.1.2 分组密码所采用的整体结构

2.1.3 分组密码的 S盒

2.2 分组密码攻击方法介绍

2.2.1 差分密码分析技术

2.2.2 线性密码分析

2.2.3 其他分析技术

2.3 分组密码的研究背景及现状

2.3.1 分组密码的研究背景及意义

2.3.2 国内外研究概况

2.3.3 本课题研究背景

第三章 SM54算法介绍

3.1 密钥参量及轮函数

3.2 加/解密算法

3.3 密钥扩展算法

3.4 S盒

3.5 加密实例

第四章 SM54的14轮square攻击

4.1 平方攻击介绍

4.2 平方攻击基本思想

4.3 我们的工作:14轮SMS4平方攻击密码分析

4.3.1 SMS4的12轮square攻击区分器的构造

4.3.2 14轮平方攻击过程详述

4.3.3 复杂度分析

第五章 SM54的12轮相关密钥不可能差分攻击

5.1 相关密钥不可能差分攻击介绍

5.2 相关密钥不可能差分攻击的基本思想

5.3 我们的工作：12轮相关密钥不可能差分密码分析

5.3.1 符号解释

5.3.2 SM54的11轮相关密钥不可能差分攻击区分器

5.3.3 12轮相关密钥攻击过程详述

结束语

致谢

参考文献

研究成果

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