基于FPGA的TANGRAM分组密码算法实现

TANGRAM系列分组密码算法是一种采用比特切片方法,适合多种软硬件平台的系列分组密码算法。针对TANGRAM-128/128算法,使用Verilog HDL对该算法进行FPGA实现并提出设计方案。首先,介绍了TANGRAM密码算法的特点和流程,提出了针对TANGRAM密码算法进行44轮加/解密迭代计算的方案,该方案采取有限状态机的方法有效降低了资源消耗;其次,基于国产高云云源平台,完成了基于高云FPGA的算法工程实现,以及功能仿真和数据的正确性验证,同时在QuartusⅡ13.1.0平台上也进行了相关测试,用以比较。测试结果表明,TANGRAM系列分组密码算法基于Altera公司的CycloneⅣE系列EP4CE40F29C6芯片进行工程实现,最大时钟频率为138.64 MHz,加/解密速率为403.30 Mbps;基于高云半导体GW2A-55系列芯片的最大时钟频率为96.537 MHz,加/解密速率为280.80 Mbps。

唯密文场景下的分组密码算法识别方法

唯密文场景下的分组密码算法识别方法研究,旨在探讨在仅知道密文的情况下,如何有效地识别出所使用的分组密码算法,这一问题的研究对于提高加密系统的安全性具有重要意义。通过对随机序列随机性检测方法的研究,基于集成学习模型构建了识别模型,实现了唯密文场景下的分组密码算法识别技术,可以有效提取密文数据特征,经实验验证,识别效果优于现有方法。

基于超混沌序列改进分组密码算法的无线传感网络通信数据加密方法

为保障无线传感网络通信数据安全、提升无线传感网络抗攻击性,研究了基于超混沌序列改进分组密码算法的无线传感网络通信数据加密方法。基于二维离散超混沌序列生成二进制密钥流,进行非线性变换得到二进制流,利用二进制密钥流完成无线传感网络通信数据加密。将超混沌序列生成的密钥流作为IDEA分组密码算法的初始密钥,改进IDEA分组密码算法,输出各组无线传感网络通信数据密文。试验结果表明,加密后不同字符ASCII统计概率为0.0039左右,说明所提方法所生成的密文中字符平衡性较好,可有效实现无线传感网络通信数据加密目的,并能成功抵抗字符频率统计与信息熵等不同类型攻击。

一种采用交织的新型对称分组密码算法

安全密码系统是信息在发送方和接受方之间可靠传送的重要保证 ,本文提出了一种采用 2 5 6bit密钥对 2 5 6bit明文进行加解密的对称分组密码算法 ,它利用本原多项式产生子密钥 ,采用交织、移位、异或等操作增加加密系统的强度 。

分组密码算法扩散特性的一种统计分析

针对已有的分组密码扩散特性的依赖性测试方法,分析了其中各统计量的概率分布,使这种统计分析方法有了较完整的理论基础。指出了NESSIE用该方法评价AES决赛算法的不足。给出了运用该统计分析方法对分组密码算法做依赖性测试时抽取样本容量的下界。

分组密码算法SM4的低复杂度实现

针对分组密码算法SM4中加解密算法与密钥扩展算法的相似性,提出一种将加解密模块与密钥扩展模块复用的基本架构,通过对具体实现结构的分析与选择,使控制逻辑复杂度、复用模块复杂度以及系统吞吐量之间得到权衡。基于该架构设计SM4加解密IP核,在现场可编程门阵列上占用的资源仅为传统设计的55%,基于SMIC 0.18μm数字CMOS工艺的综合结果显示,仅用0.079 mm2即可实现100 Mb/s的数据吞吐量。实验结果表明,该结构可以有效地降低SM4算法的实现复杂度。

面向分组密码算法的程序设计语言研究

本文提出了一种接近数学描述的面向分组密码算法的程序设计语言(Programming Language for the BlockCipher Algorithm,PLBCA).PLBCA能够以形式化方式方便地描述分组密码算法的结构.本文介绍了PLBCA的语法规范,以分组密码算法DES为例说明PLBCA应用方法,并借助ANTLR工具实现了PLBCA的解析器.利用PLBCA,密码学专家可以方便快捷地对密码算法进行算法正确性和安全性分析,以检验算法的设计.PLBCA有助于提高密码算法检验的效率,为密码算法的设计和自动检测分析提供了一种辅助工具.

基于Logistic映射的分组密码算法研究及其应用

针对传统分组加密算法仅仅依赖于算法设计 ,初始密钥始终不变的不足 ,提出利用Logistic映射改进分组密码算法的思想 .实现了基于混沌序列的DES算法 ,先用Logistic映射定时迭代产生的伪随机序列 ,然后经过变换后作为DES算法的密钥 ,使其分组加密算法得密钥也处于不断的变化之中 ,从而提高加密强度 .并给出了改进算法加密图像数据的应用实例 ,分析比较了改进后的算法和传统分组密码算法在安全性和抗破译性方面的性能 .

SM4分组密码算法综述

SM4分组密码算法简称为SM4算法,为配合WAPI无线局域网标准的推广应用,SM4算法于2006年公开发布,2012年3月发布成为国家密码行业标准(标准号为GM/T 0002-2012),2016年8月发布成为国家标准(标准号为GB/T 32907-2016).介绍了SM4分组密码算法的算法流程、结构特点及其密码特性,以及SM4算法的安全性分析研究现状,并与国际标准分组算法的安全性进行了对比.

一种利用外键控制的密文反馈混沌分组密码算法研究

近年来,基于混沌理论的保密通信和数据保密得到广泛、深入的研究,提出了许多基于混沌理论的混沌加密算法,但这些算法缺乏可靠的安全性和鲁棒性。本文提出一种利用外键控制的密文反馈混沌分组密码算法,其最大的优点是系统的密钥由128位的外部键生成,混沌系统的系统参数、初始条件和迭代的次数随着密文反馈动态生成。这样,密码系统的随机性、复杂性得到了极大的提高。同时理论和实验表明,该算法具有较高的安全性和鲁棒性,能够抵抗差分和线性密码分析。

一种基于Henon映射和Feistel结构的分组密码算法研究

混沌序列具有对初值和系统参数敏感等特点,因此非常适合应用于信息加密。本文在详细分析Henon映射的混沌和密码学特性的基础上,提出一种基于Feistel结构和Henon映射混沌分组密码算法,该算法最大的优点加密的轮次和子密钥的构造是基于混沌系统动态更新的,通过子密钥的动态生成,密码系统的随机性、复杂性得到了极大的提高。同时理论和实验表明,该算法具有较高的安全性,能够抵抗差分和线性密码分析。

ZF-02分组密码算法的设计与分析

提出了一种以换位变换为核心的分组密码算法 (ZF 0 2算法 ) .该算法的分组长度为 12 8bits,密钥长度可变 .其加解密算法的基本结构可归结为 :密钥控制下的入口状态复合换位变换、非线性性能良好的可逆置换和密钥控制下的出口状态复合换位变换 .该算法逻辑结构简洁规范 ,而且易于在软、硬件及多种环境下实现 .文中给出了算法的加解密流程和必要的数据参数表 ,并对其安全性做了基本分析 ,结果表明它拥有相当好的安全性 .

一种基于动态S-盒P-盒的快速分组密码算法--DSP

密钥相关加密结构作为一种较安全的密码结构受到密码工作者的广泛关注,然而现有该类算法的安全缺陷和十分复杂的算法初始化过程,严重地限制了算法的使用。因此,提出一种基于密钥相关Feistel结构的快速分组加密算法,算法通过结合密钥相关的动态S-盒和密钥相关动态P-盒两种基本密码组件,设计一种更加安全的Feistel轮加密结构,可以使算法在较少的轮数内达到安全。同时,该算法通过采用快速置乱算法生成S-盒、P-盒,改进了现有该类算法子密钥生成算法效率极低的缺点。为了得到更好的兼容性,算法仅选用基于字节的密码操作,使得算法广泛适用现有的大多数处理器。算法的最大特点就是使用了密钥相关的动态S-盒(DS)和动态P-盒(DP),因此该密码结构命名为DSP结构,该算法为DSP分组密码算法。分别用C和Java在不同Pentium PC上实现了该算法;实验结果表明,该算法有着较好的加密解密效率,以及相对快速的算法初始化过程。

基于超混沌序列的分组密码算法及其应用

利用混沌现象的“蝴蝶”效应和难以预测性等特点,提出利用超混沌序列改进分组密码算法的思想,实现基于超混沌序列的DES(数据加密标准)和AES(高级加密标准)算法,给出改进算法用于加密文本和图像数据的应用实例,分析比较改进后的算法和传统分组密码算法在安全性和抗破译性方面的性能。研究表明,分组密码算法和超混沌序列技术结合能够进一步提高系统的安全性和抗破译性能。

一个基于混沌的分组密码算法的分析

“基于混沌的分组密码置换网络的设计”一文提出的一个分组密码算法在已知明文攻击和唯密文攻击下都是很容易被破译的 ,而且在知道加密变换的条件下 ,很容易利用分割攻击方法求出该分组密码的密钥。此外 ,基于Logistic映射的混沌序列的相邻值之间的相互制约性 ,以及该混沌序列的前若干值对初值的低位比特不敏感。

LiCi分组密码算法的不可能差分分析

LiCi是由Patil等人(2017)提出的轻量级分组密码算法。由于采用新型的设计理念,该算法具有结构紧凑、能耗低、占用芯片面积小等优点,特别适用于资源受限的环境。目前该算法的安全性备受关注,Patil等人声称:16轮简化算法足以抵抗经典的差分攻击及线性攻击。该文基于S盒的差分特征,结合中间相遇思想,构造了一个10轮的不可能差分区分器。基于此区分器,向前后各扩展3轮,并利用密钥编排方案,给出了LiCi的一个16轮的不可能差分分析方法。该攻击需要时间复杂度约为283.08次16轮加密,数据复杂度约为259.76选择明文,存储复杂度约为276.76数据块,这说明16轮简化的LiCi算法无法抵抗不可能差分攻击。

随机分组密码算法框架及实现

针对现有的对分组密码的攻击方法对于未知结构的密码算法是无效的特点,提出了一个根据已有分组密码算法生成随机密码算法的框架,其密码算法是由随机控制密钥生成的,因而算法是随机的,能抵抗针对固定结构的密码算法的线性密码分析和差分密码分析。同时还提出了一个具体的AES的随机化算法,该算法具有可证明的安全性,其安全性高于原始的AES,性能与原始的AES算法接近。

一种变体BISON分组密码算法及分析

该文基于Whitened Swap-or-Not(WSN)的结构特点,分析了Canteaut等人提出的Bent whItened Swap Or Not–like (BISON-like)算法的最大期望差分概率值(MEDP)及其(使用平衡函数时)抵御线性密码分析的能力;针对BISON算法迭代轮数异常高(一般为3n轮,n为数据分组长度)且密钥信息的异或操作由不平衡Bent函数决定的情况,该文采用了一类较小绝对值指标、高非线性度、较高代数次数的平衡布尔函数替换BISON算法中的Bent函数,评估了新变体BISON算法抵御差分密码分析和线性密码分析的能力。研究结果表明:新的变体BISON算法仅需迭代n轮;当n较大时(如n=128或256),其抵御差分攻击和线性攻击的能力均接近理想值。且其密钥信息的异或操作由平衡函数来决定,故具有更好的算法局部平衡性。

分组密码算法的基础平台研究

分组密码算法是信息加密处理的重要算法。分组密码平台是一种实现密码算法的处理器。分组密码在设计上可采用存储逻辑或布线逻辑,二者在实现上分别依赖微处理器和数字逻辑电路。通过分析分组密码算法的特点和分组密码的设计准则、安全性准则,针对基于存储逻辑的算法和基于布线逻辑的算法特点,提出设置特殊函数运算指令,将多种不同逻辑类型的密码运算因子以单一的指令形式实现,在处理器上以指令形式在一个平台上实现,解决了不同算子在同一平台上高效计算问题。