分组密码的主要攻击方法.ppt

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1、信源信源编码加密信道编码扩频调制解调解扩信道译码解密信源译码信宿数据压缩密码纠错编码扩频通信信道研究背景（通信系统模型）研究背景（分组密码）4欧洲NESSIE计划推出的分组密码算法：MISTY1、Camellia、SHACAL2、Rijndael美国AES计划推出的分组密码算法：MARS、RC6、Rijndael、Serpent、Twofish其他计划推出的分组密码算法：ARIA、SMS4、FOX、CLEFIA等等研究背景（分组密码）4分组密码的主要攻击方法：差分密码攻击及其变种-差分均匀度线性密码攻击及其变种-非线性度积分攻击-积分分支数代数攻击-代数次数中间相遇攻击相关密

2、钥攻击研究背景（序列密码）4欧洲Estream计划推出的序列密码算法：Grainv1、Trivium、Mickeyv2（面向硬件）HC、Rabbit、Salsa20、Sosemanuk（面向软件）欧洲NESSIE计划推出的序列密码算法：SNOW3G（3GPP数据加密标准）其他重要的序列密码算法：A51GSM数据加密算法RC4网络数据库加密算法E0蓝牙数据加密算法ZUC3GPP序列标准算法研究背景（序列密码）4序列密码的主要攻击方法：经典序列密码的攻击方法：线性逼近攻击-非线性度相关攻击-相关免疫度代数攻击-代数免疫度现代序列密码的攻击方法：选取初始值攻击、猜测决定攻击立方攻

3、击、相关密钥攻击研究背景（Hash函数）4美国SHA3计划推出的Hash函数算法：JH、Grostl、Blake、Keccak、Skein已有的Hash函数标准算法：MD5、SHA1、SHA2我国Hash函数标准算法：SM3算法（2010年12月17日公布）研究背景（Hash函数）4Hash函数的主要攻击方法：差分密码分析比特追踪法反弹攻击法第1章布尔函数与向量值函数§1.1布尔函数及其表示定义1从到的映射称为n元布尔函数.◆记Bn为全体n元布尔函数的集合，则Bn关于布尔函数的加法与乘法构成一个环，称为布尔函数环.◆◆（当n比较大时，布尔函数的数量巨大）.第1章布尔函数与向量

4、值函数☆布尔函数的常用表示方法：（1）真值表（2）小项表示其中.§1.1布尔函数及其表示第1章布尔函数与向量值函数（3）代数正规型或这里，P(N)表示N的幂集.当为空集时，规定§1.1布尔函数及其表示第1章布尔函数与向量值函数☆布尔函数的基本概念●重量●次数代数正规型中系数非零项所含有最多变元的个数.即●仿射函数集●线性函数集§1.1布尔函数及其表示第1章布尔函数与向量值函数命题1设布尔函数f的代数正规型为则（1）对任意其中（2）对任意§1.1布尔函数及其表示第1章布尔函数与向量值函数定义2布尔函数f的循环Walsh谱是定义在F2n上的一个实值函数，即其中为点积.（1）循环W

5、alsh谱的逆变换为§1.2布尔函数的Walsh变换第1章布尔函数与向量值函数（3）线性Walsh谱的逆变换如下：§1.2布尔函数的Walsh变换（2）称为线性Walsh谱.第1章布尔函数与向量值函数☆Walsh谱的基本性质（1）循环Walsh谱与线性Walsh谱具有如下关系（2），特别（3）(Parseval恒等式）§1.2布尔函数的Walsh变换第1章布尔函数与向量值函数☆布尔函数的安全性指标●平衡性f为平衡函数●代数次数§1.3布尔函数的安全性指标注：元平衡函数的代数次数至多为。事实上，重量为偶数的元布尔函数的代数次数至多为。第1章布尔函数与向量值函数●差分均匀度（1）

6、（2）若，则称布尔函数f为完全非线性函数.§1.3布尔函数的安全性指标（3）f为完全非线性函数当且仅当对任意均为平衡函数。第1章布尔函数与向量值函数●非线性度（1）（2）（3）若，则称f为Bent函数.§1.3布尔函数的安全性指标(4)为Bent函数当且仅当第1章布尔函数与向量值函数●相关免疫阶与弹性阶设z=f(x1,x2,…,xn)是一个n元布尔函数，其中x1,x2,…,xn是F2上独立分布的随机变量，如果z与x1,x2,…,xn中任意m个变量xi1,xi2,…,xim统计独立，则称f为m阶相关免疫函数.（1）Xiao-Massey定理设f(x)为n元布尔函数，1≤t≤n，

7、如果对，均有，则f为t阶相关免疫函数.（2）注意到平衡函数是在w=0处Walsh谱取值为0的函数，称平衡的相关免疫函数为弹性函数.§1.3布尔函数的安全性指标第1章布尔函数与向量值函数●代数免疫度其中（1）为中一个主理想，（2）（3）若，则称f为代数免疫度最优的函数.§1.3布尔函数的安全性指标第1章布尔函数与向量值函数定义3设n和m为两个正整数，从F2n到F2m的映射称为（n，m）函数，有时也称为向量值函数，多输出布尔函数或向量布尔函数.☆向量值函数的表示方法：（1）分量函数表示法：其中为n元布尔函数