基于分组密码部件和LFSR的流密码研究及应用

基于分组密码部件和LFSR的流密码研究及应用

论文摘要

序列密码又称流密码,它是一种非常重要的加密算法,利用不断变化的密钥流对明文消息进行逐字符(通常为二进制数)的加密,其应用相当广泛,特别是对于大量数据的加密.本文首先分析了分组密码AES的部件,如S盒,列变化,指出其设计的优点.然后从一维Logistic迭代函数开始介绍了具有良好伪随机特性的LFSR,对其产生理论进行了说明,并简单介绍了它的应用.然后对基于LFSR的流密码进行了分析。在上述的基础之上,指出了利用分组密码部件和LFSR来构建流密码的优点.并利用实例SNOW2.0进行了验证.然后本文研究了NIST(National Institute of Standards and Technology)关于伪随机序列统计测试的16个标准,分析了其中部分测试指标.最后指出虽然测试不能代替密码分析,但是可以作为确定一个伪随机序列产生器好坏的第一步.最后本文提出了一种基于图像空域无损选择加密方法.主要通过将图像进行位平面的分解,然后针对选择位平面采用行程长编码,从而减少了加密的数据量;再采用图像形态学原理,进一步减少了数据量.最后利用SNOW2.0进行了加密,而且对加密方案做了安全性评估,表明这是一个快速安全的选择加密算法.论文的工作可以概括为两个方面:第一方面是基于LFSR的流密码设计及伪随机序列的统计测试;第二方面是关于流密码的简单应用,即一种基于图像空域的选择加密.

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 研究背景及其意义
  • 1.2 论文章节安排
  • 2 分组密码AES 的重要部件及其分析
  • 2.1 AES 的介绍
  • 2.2 AES 的结构
  • 2.2.1 步骤SubBytes
  • 2.2.2 步骤ShiftRows 和MixColumns
  • 2.3 对AES 的攻击
  • 2.3.1 渗透攻击中的基本攻击[5]
  • 2.3.2 实现攻击:时间攻击和能量攻击
  • 2.3.3 攻击小结
  • 3 基于LFSR 的流密码
  • 3.1 关于LFSR 的介绍
  • 3.2 基于LFSR 的流密码介绍
  • 4 基于分组密码部件和LFSR 的流密码实例验证
  • 4.1 引言
  • 4.2 基于分组密码部件和LFSR 的流密码实例介绍
  • 4.3 基于分组密码部件和LFSR 的流密码的验证分析
  • 5 NIST 伪随机序列标准测试及部分推导和软件使用
  • 5.1 引言
  • 5.2 NIST 关于伪随机序列测试的16 个标准
  • 5.2.1 单频率测试
  • 5.2.2 块频率测试
  • 5.2.3 行程测试
  • 5.2.4 基于块的最长1 行程测试
  • 5.2.5 二值矩阵秩测试
  • 5.2.6 离散傅立叶变换(频域)测试
  • 5.2.7 非重叠模板匹配测试
  • 5.2.8 重叠模板匹配测试
  • 5.2.9 Maurer's 的通用统计测试
  • 5.2.10 LZ 压缩测试
  • 5.2.11 线性复杂度测试
  • 5.2.12 串行测试
  • 5.2.13 近似熵测试
  • 5.2.14 累积和测试
  • 5.2.15 随机偏离测试
  • 5.2.16 随机偏离方差测试
  • 5.3 部分测试原理及实例
  • 5.3.1 单频率测试原理及其实例
  • 5.3.2 BM 算法及其实例
  • 5.4 软件使用
  • 6 基于分组密码部件和LFSR 的流密码的应用
  • 6.1 引言
  • 6.2 选择加密对象
  • 6.3 安全性分析
  • 7 结论与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
  • B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目
  • 相关论文文献

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