基于s盒的单分组哈希函数的设计与实现

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1、学校代码：10184分类号：TP309.7工程硕士学位论文基于S盒的单分组哈希函数的设计与实现DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFTHESINGLE-BLOCKHASHFUNCTIONBASEDONS-BOX周莹冰计算机技术延边大学万方数据工程硕士学位论文单分组散列函数的设计与应用周莹冰2015万方数据国内图书分类号：TP309.7密级：公开国际图书分类号(UDC)：学号：2013050239工程硕士学位论文基于布尔函数的单分组哈希函数的设计与实现硕士研究生：周莹冰导师：李永珍副教

2、授副导师：李仁革研究员申请学位：工程硕士学科、专业：计算机技术所在单位：工学院答辩日期：2015年5月30日授予学位单位：延边大学万方数据ClassifiedIndex:TP309.7UDC:DissertationfortheMaster’sDegreeofEngineeringDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFTHESINGLE-BLOCKHASHFUNCTIONBASEDONS-BOXCandidate:ZhouYingbingSupervisor:Prof.LiYongz

3、henCo-supervisor：LiRenggeAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:ComputerTechnologyAffiliation：CollegeofEngineeringDateofDefence:May,2015Degree-Conferring-Institution:YanbianUniversity万方数据本论文已达到工程硕士学位论文要求答辩委员会主席白宝兴（印）答辩委员会委员崔荣一（印）答辩委员会

4、委员李允俊（印）答辩委员会委员李德（印）答辩委员会委员金永镐（印）答辩委员会委员朴相范（印）答辩委员会委员朱东弼（印）答辩委员会委员金小峰（印）答辩委员会委员李仁革（印）延边大学2015年5月30日万方数据学位论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文系本人在导师指导下独立完成的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标记和致谢的部分外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明

5、确的说明并表示谢意。本人如违反上述声明，愿意承担由此引发的一切责任和后果。研究生签名：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下所完成的学位论文，学校有权保存其电子和纸制文档，可以借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。本学位论文属于：1.保密，在年解密后适用于本声明；2.不保密。研究生签名：导师签名：日期：年月日万方数据延边大学工程硕士学位论文摘要哈希函数是一种

6、消息摘要算法，它具有不可逆的特点，常被应用于数据的完整性验证、错误检验、快速查找等方面。非常多的网站通过在数据库中存储用户账号和密码的哈希值的方法来防止系统管理员窃取用户的隐私信息。它也被使用在数字证书中，对证书的重要信息进行哈希运算，一方面可保障证书内容的完整性，另一方面可提高证书合法性验证的效率。但在实际应用中，如果运算对象是短消息，使用传统的哈希函数来做消息摘要会造成效率上的浪费，因此针对短消息进行处理应选用单分组哈希函数（SBH）。但是单分组哈希函数还存在安全性问题，短消息由于其消息长度

7、较短，所以更容易遭到攻击，而已有的单分组哈希函数并没有专门针对短消息安全性进行加强。本学位论文的主要研究内容为设计具有更高安全性的单分组哈希函数，即安全单分组哈希函数（SSBH）。共有两个版本：带密钥的安全单分组哈希函数（SSBH_KEY）和不带密钥的安全单分组哈希函数（SSBH）。安全单分组哈希函数的主要算法结构与韩国加密标准SEED加密算法类似。SEED算法是分组密码算法，为了使其成为一个单分组哈希函数就需要对其进行改造，主要方法是修改SEED的初始化缓存部分以及它的核心部件F函数（内含S盒

8、）。初始化部分被修改为对短消息填充特定比特串且只接受128位及以下的数据，F函数从2个寄存器输入变为3个寄存器输入，同时运算线路也变为3条并加入了MD5的非线性函数。最后使用本论文中新设计的单分组哈希函数实现了一个口令认证的后端加密系统，可以有效地保护服务器后台用户数据的安全。同时也实现了一种在认证领域有着广泛用途的算法—哈希链算法。本学位论文共设计了两个实验：算法效率实验和雪崩效应实验。在算法效率实验中，两个新的单分组哈希函数与旧的单分组哈希函数SBH、传统哈希函数MD5、SHA1进行了算法效