基于上下文语义相似度的软压缩方法

相比于传统通信追求比特级的无差错传输,语义通信更关注数据的语义如何在收发方之间准确的交互,以提高传输效率,因而成为6G候选技术。研究了一种针对图像的基于上下文语义相似度的软压缩方法,为了验证该方法在实际有噪通信下的性能,采用LDPC码对压缩后的数据进行编码传输。仿真结果表明,软压缩能获得比传统无损压缩方法PNG、JPEG2000更好的压缩性能。在传输次数相同的条件下,所提出的软压缩传输方案在不同信噪比下的性能均优于JPEG-LS传输方案。

AES S盒的代数表达式

插入攻击是一种针对代数式次数和复杂程度低的分组密码的攻击方法.给出了有限域上一个新的代数性质,即域元素分量可用一个以元素自身为变元的简洁的代数式表示,进而给出RijndaelS盒代数式的一种新的求解方法.证明了GF(2)上的矩阵运算是造成S盒代数式低复杂度的主要原因,无论生成多项式、仿射矩阵和仿射常量怎样改变都不会增加S盒代数式的次数和复杂程度.最后指出改进的思想.

NESSIE分组密码及其安全性分析

研究了欧洲密码新标准NESSIE计划3个终选分组密码的原理特色,分析讨论其安全性.指出MISTY1算法和Camellia算法对差分和线性密码分析是安全的,能够抵抗插入攻击、Slide攻击和相关密钥攻击,但又可用一系列低次数多元方程组描述,形成潜在的代数弱点;SHACAL 2算法的安全性分析将引发分组密码分析方法的革新.进一步指出欧洲密码新标准的确立对我国安全标准化进程和信息化安全设施建设的影响和启示.

一种新的Square攻击

对美国高级加密标准Rijndael算法的Square攻击是一种利用平衡性实施攻击的方法.研究发现平衡性改变总是伴随着活动性的改变,从而提出一种基于生日悖论、利用活动性进行的新的攻击方法.结合平衡性进行攻击,获得更好的性能:速度提高10倍,所需的选择明文量降低为十分之一.

求S盒布尔函数表达式的一种新算法

求分组密码S盒布尔函数表达式就是要确定表达式的各个系数。本文给出布尔函数表达式中通项的取值与输入值之间的关系，证明了表达式通项的系数可由已知系数来确定，从而设计出求S盒布尔函数表达式一种新的递归算法。算法只进行异或和内积运算，运算次数少，具有简洁、易于编程实现、准确而快速的特点。应用于DES获得与公开文献相符的结果，应用于AES首次求出其S盒的布尔函数表达式。

域元素分量代数表达式的研究

本文提出了有限域上的一个新性质 :用变元为域元素的多项式表示域元素的分量 .基于等价类的划分、线性方程组的求解和标准基之对偶基的计算 ,提出了域元素分量代数表达式的三种求法 .以此解释了Rijndael算法S盒代数表达式复杂度低的本质原因 ,给出其分量函数间等价关系的一种直接证明方法 .

Rijndael优化实现研究

Rijndael作为美国高级加密标准算法,将在未来30年里代替DES在各领域得到广泛应用。与其安全性已经并正在得到广泛而全面的讨论分析相比,其优化实现方面的研究则比较少见,文章给出了Rijndael主要部件S盒、列变换及其逆运算以及整个圈变换的优化及其原理,从运算单位、数据访问时间和简化矩阵运算等方面提高算法的实现效率。

AES布尔函数Walsh谱分析

高级加密标准算法Rijndael的设计初衷是抵抗差分攻击和线性攻击等现有攻击。本文从另一个角度——布尔函数出发,利用Walsh谱理论,分析AES的S盒的线性性、非线性性、严格雪崩特性、扩散特性和相关免疫性等密码性质,从理论上揭示AES的S盒的安全性。

AES算法的密码分析与快速实现

高级加密标准(AES)确定分组密码Rijndael为其算法,取代广泛使用了20多年的数据加密标准(DES),该算法将在各行业各部门获得广泛的应用。文章以DES为参照对象,阐述了Rijndael算法的设计特色,介绍了AES在密码分析方面国内外已有的一些理论分析成果,描述了AES算法采用软件和硬件的快速实现方案。

树结构在几种特殊签名中的应用研究

树结构的层次性和链式的存储方式使其在数据查找的实现中体现出很高的效率,在数据插入和删除等操作的实现中无需移动大量节点,因而不仅在计算机科学领域具有广泛的应用,在实现特殊的信息安全方面也具有独特的作用。文章研究如何将树结构应用于仅增签名、前向安全签名、递增签名、可修订签名、内容抽取签名等特殊签名方案的问题,比较分析基于树结构的方案与普通方案在功能和效率上的差异。

一种新的多项式表示法及其在密码中的应用

论文提出一种新的多项式表示法———数值表示法,将多项式的乘法运算转化为数值运算,具有语意明确、运算准确和易于计算机实现的特点。新的数值表示法在求解布尔函数多项式表达式上的应用简洁快速而准确(只进行异或和与操作,代码只有5行)。用这种方法求出的DES的S盒的布尔函数表达式与现有文献结果相符,并第一次准确求出AES的S盒的布尔函数表达式。

求解域元素分量表达式的两种新方法

提出有限域上线性变换迹函数的计算方法,在此基础上给出计算域元素分量表达式的一种新方法;通过计算标准基的对偶基,提出求解域元素分量表达式又一种新的有效方法.两种方法都以迹函数的形式给出域元素分量的表达式,所需数据量仅为n,计算复杂度仅为O(n3),相对于已有方法的指数复杂度,这是一个很大的提高.给出RijndaelS盒分量函数间等价关系的一种证明方法,用一个GF(28)上的八阶矩阵完全刻划这种等价关系,比已有文献用56个GF(2)上八阶矩阵刻划等价关系的构造式间接证明方法更为直接和简单.

Square-6攻击的修正方案

Square 6攻击曾被认为是对6圈AES算法Rijndael最为有效的攻击之一,通过猜测4个首圈子密钥构造只含一个活动字节的Λ集,在此基础上实施Square 5攻击,时间复杂度为272.文中指出Square 6攻击并不能构造出Λ集,从而攻击是不成功的;利用部分和技术给出不依赖于首圈子密钥的修正的Square 6攻击方法,其时间复杂度为250.

欧洲分组密码标准SHACAL-2算法的研究分析

由标准哈希算法SHA-2演变而来的SHACAL-2是新当选的3个欧洲分组密码标准算法中分组长度和密钥长度最长的算法,其安全强度被认为最高。提案沿袭单向哈希函数的形式来描述算法,文章以分组密码传统的规范形式刻画SHACAL-2算法的完整加密过程,指出算法扩散特性较差的缺点,给出分组密码算法加密过程与哈希算法压缩过程的对应关系,并提供了算法的详细解密过程和相应的加解密数据,为算法实现提供参照:补充了相应的轮常数;进一步研究了长分组长度和密钥长度的必要性,指出算法加解密结构不具有相似性。最后,对欧美4个分组密码标准进行了比较分析。

AES S盒的密码特性分析

作为大多数分组密码中惟一的非线性结构,S盒在很大程度上决定了分组密码的安全性.文中对AESS盒的密码性质进行了深入的分析,采用一种新的且简单通用的方法———拉格朗日差值法推导出了S盒的代数表达式,计算并证明了S盒的平衡性、严格雪崩准则、差分均匀度、代数次数等8种代数性质.

改进的3G认证与密钥分配协议

本文详细分析了3G认证与密钥分配协议的过程以及协议的安全性,找出了协议中的安全缺陷,并给出了攻击者可能进行的攻击。针对协议的安全漏洞,提出了一种改进的认证与密钥分配方案,解决了对VLR的认证以及网络端信息传输的安全性。最后,对改进方案的安全性进行了分析。

SMS4算法S盒的密码学性质

S盒是分组密码的重要组成部分,在很大程度上决定了分组密码的安全性。该文研究了中国分组密码标准SMS4算法S盒的平衡性、差分性质、线性结构、非线性、Walsh谱等性质,通过与美国高级加密标准、欧洲分组加密标准Camellia的S盒作比较,说明了SMS4算法S盒一些较好的安全特性。

第三代移动通信系统的安全体系结构

介绍了第三代移动通信系统中的安全结构以及其中定义的安全特征 ,讨论了其安全接入机制 ,包括用户标识鉴别、认证与密钥协商以及通信过程中数据完整性保护和数据加密方法 .

Rijndael S盒代数性质研究

该文对Rijndael算法中为算法提供安全性的唯一非线性结构—S盒的代数性质进行了深入的研究,从S盒的七种重要代数性质考察了算法的安全性,并且采用插值法推导出了S盒的代数表达式,分析了S盒两种详细的代数结构,最后指出了算法中可能存在的安全隐患。

判定有限域上不可约多项式及本原多项式的一种高效算法

提出了一个判定有限域上任一多项式是否为不可约多项式、本原多项式的高效的确定性算法。分析了多项式次数与其不可约因式之间的内在联系,给出了有限域上任意n次多项式是否为不可约多项式、本原多项式的一个充要条件。通过利用欧几里得算法,该判定仅需做O((log2n)n3)次域上乘法,属于多项式时间,易于硬件实现。为扩频通信与序列密码寻找和利用不可约多项式构造线性反馈移位寄存器提供了一种有效算法。