轻量级分组密码算法FBC

FBC是一族轻量级分组密码算法,主要包含FBC128-128,FBC128-256和FBC256-256三个版本,可支持128和256两种比特长度的明文分组以及128和256两种比特长度的密钥.FBC算法采用4路两重Feistel结构设计,在结构上通过增加两个异或操作的微小代价较大提高整体结构的扩散特性.非线性函数F采用切片技术,其中,S盒基于NFSR构造,其各项密码学性质达到最优,同时硬件实现代价达到最小,为最轻的S盒之一;线性变换L仅由循环移位和异或构成,具有较好的密码学特性的同时兼顾好的软硬件实现效能.在安全性方面,我们基于混合整数线性规划(MILP)寻找最少活跃S盒个数的方法对其进行差分、线性、不可能差分以及积分等方法的分析.实验结果表明,FBC可以抵抗上述各种攻击方法的攻击.FBC算法不仅具有结构简洁,轻量化,安全性高等特性,还具有灵活高效的软硬件实现方式,可以满足不同平台的应用需求.

FBC分组密码算法的FPGA实现

针对FBC分组密码算法软件实现效率低的问题,提出了一种FBC算法的FPGA(现场可编程门阵列,FPGA)硬件实现方案。首先,简要介绍了FBC算法工作原理。其次,将FPGA具有并行计算的特点与FBC算法结构相结合,采用模块化编程设计思想,使用有限状态机设计实现了FBC128-128加密算法。最后,在Xilinx Virtex5系列的XC5VFX100T芯片中运行结果表明,算法所使用的硬件资源为6795LUTs,在5ns时钟约束下加解密的吞吐率达到了522Mbps。

分组密码FBC的差分分析

FBC是一种轻量级分组密码算法,由于结构简单、软硬件实现灵活等优点成为2018年中国密码学会(CACR)举办的全国密码算法设计竞赛中晋级到第2轮的10个算法之一.FBC密码包含3个版本支持128和256两种比特长度的明文分组以及128和256两种比特长度的密钥,本文主要对分组长度128位的两个版本进行分析.我们基于SAT(Boolean satisfiability problem)模型对FBC的差分特征进行自动化搜索,得到了新的14轮差分路线,概率为2^(-102.25).基于此路线我们给出了18轮FBC128-128和20轮FBC128-256差分分析,并且在分析过程中给出了复杂度估计.对于18轮FBC128-128差分分析,时间复杂度和存储复杂度分别为2^(101.5)和2^(52).对于20轮FBC128-256差分分析时间复杂度和存储复杂度分别为2^(184)和2^(96).

模拟高能激光热晕流场的光学层析测量

分析了高能激光内光路热晕的特点及传统热晕研究测量方法的缺点,提出了基于层析技术的气流折射率场的干涉测量原理和方法,利用该方法可以实现对高能激光系统内光路热晕的无耦合测量。通过对模拟热晕流场热晕的光学层析干涉测量,验证了该方法的可行性和可靠性。