流密码的设计与分析:回顾、现状与展望

流密码的设计与分析一直都是密码学中的核心问题之一.上世纪40年代,Shannon证明了一次一密体制在唯密文攻击下在理论上的完善保密性,激发了流密码研究的热潮,自此流密码的设计都是围绕着如何产生接近完全随机的密钥流序列来进行,发展出了基于线性反馈移位寄存器(LFSR)的若干设计范例,许多基于此而设计的流密码纷纷被提出,比如用于GSM通信安全的A5/1和蓝牙加密算法E0等,同时也出现了像RC4等基于随机洗牌的设计范式.在欧洲NESSIE和e STREAM计划之后,流密码的设计日趋多样化,大量基于非线性反馈移位寄存器(NFSR)和基于分组密码扩散与混淆模块而设计的算法相继被提出,以抵抗基于LFSR线性性质而发展的(快速)相关攻击与(快速)代数攻击等.本文将首先回顾流密码设计与分析的发展历程,系统地综述流密码设计与分析中的若干关键技术与方法,同时介绍了目前最新的研究成果,以及这个方向上目前需要解决的一些关键问题,最后试着展望了一下未来流密码的发展方向.

流密码算法、架构与硬件实现研究

流密码算法的设计与实现一直是密码学领域的研究热点之一.随着应用环境的多样化以及安全需求的提高,流密码算法的设计结构和高效实现也面临着新的挑战.本文首先回顾流密码的发展历史,介绍最新的研究成果,整理流密码发展过程中部分主要国家和地区发起的流密码相关项目以及相关标准;随后,归纳流密码设计中常见的构建块,并对流密码的设计作分类,跟踪不同分类中典型算法的发展脉络,同时对主流的设计分类进行分析、举例;然后,从可重构计算的角度对典型流密码的算法结构进行分解,提取计算算子,总结运算种类并分析基本运算单元的使用情况,基于这些研究设计一个面向流密码算法的通用的可重构计算密码处理架构.最后,在分析当前流密码算法需要解决的一些关键问题后,从不同角度展望流密码的发展趋势.

关于Trivium算法设计的研究(英文)

分析了eSTREAM项目中Trivium算法的安全性和有效性,并将该算法结构进行模型化,引入k阶本原多项式的定义。阐述了设计Trivium型流密码的准则,并根据这些准则给出Trivium算法的改进以及新的Trivium型流密码算法。