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逐块加密的序列码算法安全性研究

毛芳  
【摘要】: 序列码又称流密码,它是一种非常重要的加密算法,利用不断变化的加密变换对明文消息进行逐字符(通常为二进制数)的加密。序列码对硬件复杂度要求不高,硬件实施上一般比分组密码要快,且算法的差错传播也是非常有限,因此在很多硬件设施有限的条件下获得广泛应用,比如无线通信网络方面。然而,传统的序列码算法是逐比特生成的,相应的软件执行效率非常低,为克服这个缺点,近年来提出了许多面向字/字节的逐块加密的序列码算法。 本课题的目的即在于对逐块生成的序列码算法从结构设计、周期、随机性以及攻击方式的角度进行安全性研究。为此,本文讨论了ECRYPT Stream Cipher Project所有的按块加密算法,并分别从上述角度进行分析。从中,本文提出按块加密序列码的现今设计趋势及相应并存的优缺点。 通过对上述算法的研究,发现统计检测方法没有得到足够重视。而事实上,由于序列码的统计分析通常不用考虑密码的内部结构,相比较理论分析而言,更加能够容易而快速地评判算法的随机性。据此,本文首先采用NIST统计检测方法对这些算法进行测试;而后,为弥补NIST统计测试的不足,本文提出一种基于GF(2n)的统计检测方法,从逐块算法分析的角度对上述算法进行重新测试。通过对测试结果的讨论,本文得出这种扩展测试由于具有更精确的结论,可以用于其他统计测试方法之前作为先验测试:即如果待测算法未通过该扩展测试,就无必要再进


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