DES线性密码分析研究

【摘要】：美国20世纪的数据加密标准DES是到目前为止使用最广、讨论最多的分组密码算法之一。当前攻击DES的方法主要有线性密码分析方法和差分密码分析方法等,本文系统地研究了对DES的线性密码分析方法。讨论了攻击算法的成功率与线性逼近方程的有效密钥比特个数之间的关系,给出了能够提高攻击算法成功率的改进算法;对攻击算法成功率的含义作了进一步推广,重新给出了计算成功率的公式。 多重线性密码分析是线性密码分析方法的一种推广,如何利用多重线性密码分析方法来攻击DES一直是人们关注的焦点。本文给出了DES的两个较好的14-轮线性逼近,其相关系数分别是最佳线性逼近相关系数的0.6倍和0.8倍,而且它们涉及完全相同的密钥比特和不同的明密文比特。结合多重线性密码分析的方法,利用这两个较好的线性逼近我们提出了相应的攻击算法,并从理论上分析了其成功率。同时,将两个较好的线性逼近与最佳线性逼近相结合,给出了能够提高攻击速度的改进算法。 在线性密码分析方法中,寻找加密算法的最佳线性逼近是很关键的一步。本文结合模拟退火算法的优越性,给出了对DES最佳线性逼近的进化式搜索方法,它适用于一般Feistel结构的分组密码,并且在分组长度增加时仍具有较强的适用性。