AES關(guān)鍵技術(shù)及短分組加密技術(shù)研究.pdf

1、Riindael在2000年被確定為美國高級加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)，現(xiàn)在已成為商業(yè)數(shù)據(jù)加密的國際標(biāo)準(zhǔn)。AES(Advanced Encryption Standard)的密碼分析和應(yīng)用研究已越來越受到人們的重視。由于傳統(tǒng)的IC卡預(yù)付費(fèi)表計(jì)存在不足，市場急需預(yù)付費(fèi)代碼表計(jì)，該表計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)是短分組加密技術(shù)。此短分組加密技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)短分組的十進(jìn)制密文表示最大信息量，這是已有加密算法無法做到的。在國民經(jīng)濟(jì)的一些應(yīng)用(如預(yù)付費(fèi)代碼表計(jì))中對密文就有

2、如此要求，購買信息的密文為固定長度的12、16位等十進(jìn)制數(shù)，并由人傳送和輸入。進(jìn)制轉(zhuǎn)換是很容易實(shí)現(xiàn)的，但通過進(jìn)制轉(zhuǎn)換得到的固定長度密文不能表示最大信息量。因此研究短分組加密及應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)問題是預(yù)付費(fèi)代碼表計(jì)行業(yè)所急需的，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。 本文詳細(xì)介紹了AES的設(shè)計(jì)原理和代數(shù)性質(zhì)，首先概括介紹了AES的分析及研究現(xiàn)狀，給出了S盒及逆S盒的代數(shù)表達(dá)式、S盒布爾置換的代數(shù)性質(zhì)及S盒仿射變換的性質(zhì)。并提出了構(gòu)造S盒的改

3、進(jìn)方案，新方案構(gòu)造的S盒在仿射變換對周期、迭代輸出周期、S盒及逆S盒代數(shù)表達(dá)式項(xiàng)數(shù)、平衡性、嚴(yán)格雪崩準(zhǔn)則、非線性度、抗代數(shù)攻擊阻力等10種代數(shù)性質(zhì)上具有更好的性質(zhì)。 然后研究了AES的積分攻擊和代數(shù)攻擊。針對AES具有Square密碼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)研究了4輪、5輪及6輪Square攻擊，并將6輪Square攻擊應(yīng)用于7輪Square攻擊中。在Square攻擊的基礎(chǔ)上，研究了7輪Rijndael-128/192密鑰相關(guān)攻擊和9輪Rij