密码算法及其在军事通信中的应用

军事通信的安全保密是国防建设中的重要问题,如何确保重要信息的安全也就成为各方关注的一个重点,采用密码技术对信息加密是最常用、最有效的安全保护手段.在介绍密码学基本概念以及Shannon 保密通信模型的基础上,分析了对称密码算法和公钥密码算法的优点及其在应用中注意的问题,最后对密码算法的发展及其应用的未来做出展望.     

基于编码的加密体制综述

量子算法的提出,使得传统的密码体制在量子计算下不再安全。基于编码的加密方案具有抗量子攻击特性,引起密码学界广泛关注。许多密码学者对基于编码的加密方案进行深入研究,在研究过程中,人们对其加密方案的优势和缺点逐渐有了深刻的认识。目前,基于编码的密码体制已成为后量子密码学最有前途的方案之一。综述了基于编码加密体制的发展现状,阐述了现有基于编码的加密体制和目前已知存在的攻击,并指明了未来具有潜力的发展方向。     

信息战中的信息作战方法(连载四)

２．４密码加密措施密码技术提供了一种数学的数据转换（通过加密和解密）过程，将数据在公开的明文格式和安全的密文格式之间转换来获得保密特性。加密算法（密码）的强度是衡量密文承受密码分析攻击（试图解开密码、发现明文、消除秘密）程度的手段。由于这一过程固有的安全性，密码技术可以为报文、用户的身份认证提供保密性，为报文的收发提供保障（不可抵赖性）。密码加密过程的最终强度和共性在于其转换算法的数学表达式。本章只是从功能上加以介绍，要进一步理解密码系统还要参阅许多有关数学处理方面的论著。通用密码系统（图２．５…     

阻止差分密码攻击的有效方法

差分密码分析方法是1990年由E.Biham和A.Shamir提出的,这种方法对DES算法及DES类体制构成了威胁。本文在剖析了差分密码分析方法工作原理的基础上,提出了改进DES算法的7种方法,从而可以有效地阻止差分密码分析法的攻击。     

Merkle-Damgård Hash结构并行扩展算法

利用松弛密码架构将Merkle-Damgrd结构的Hash算法扩展为并行结构的算法,可以利用多核处理器提高杂凑效率。给出的证明过程表明松弛密码架构在处理不同长度的消息时不具备抗碰撞特性。提出的新并行扩展算法基于松弛密码架构设计,该算法弥补了其安全缺陷,并给出了新并行Hash结构的安全性分析。分析结果表明新结构抗碰撞特性不低于Merkle-Damgrd结构的Hash算法。实验结果表明,新并行Hash结构处理长消息时有较高的处理性能。     

一个新的类FEISTEL密码方案

分析了RSA和DES的算法优点和安全弱点,设计了一个新的密码算法方案。该方案以类FEISTEL结构为基础增强了左右两半部分结构的安全设计,利用了RSA进行密钥分配,并以序列密码算法的生成原理改变了固定密钥的缺点。该新方案具有一次一密的特点,给破译者获得大量的明密文对造成了很大的困难,可较好地抵抗差分分析与线性分析,是一种安全性较强的加密方案。     

使用三个数域的数域筛算法

大整数分解难题是RSA密码的数学安全基础.目前数域筛算法是分解365比特以上大整数的最有效方法,然而它的时间复杂度仍然是亚指数的.对于目前普遍使用的1024比特以上大整数,数域筛算法还不能分解,所以研究数域筛算法具有重要的意义.现有的一般数域筛算法普遍使用两个数域,对多个数域的研究极少.一般数域筛算法经过修改可以使用三个数域,即两个代数数域和一个有理数域.分析表明:修改后的数域筛算法与原来的一般数域筛算法在时间复杂度上处于同一量级.但修改后的数域筛算法有更多地方可以合并计算,所以计算速度更快了.通过两个实验也验证了这一结论.     

ARIA分组密码差分功耗分析

分析了密码算法加密过程的功耗泄露模型,给出了差分功耗分析的基本原理,针对ARIA分组密码中查找S盒的功耗泄漏进行了差分功耗分析,并进行仿真实验。实验结果表明：ARIA密码中S盒查表操作功耗消耗易遭受差分功耗攻击,对800个随机明文的功耗曲线进行实验分析,可获取ARIA加密前4轮轮密钥,结合密钥扩展算法即可获取128位的主密钥。     

椭圆曲线密码在电子商务现金系统中的应用研究

针对现有电子现金系统的不足,提出了一类基于椭圆曲线密码的离线电子现金方案.方案中自动更新的现金数据库可以删除过期的电子现金,避免了银行现金数据库可能无限增大的问题;在通信会话协议中,同时实现了签名、认证、加密传输和数据恢复,签名与认证的协议过程同时也是加密通信的过程,减化了常规的密码协议过程.与已有的方案相比,方案中协议与算法简洁、高效,在安全强度不变的条件下,降低了软硬件实现的系统开销,可广泛应用于电子商务等网络业务环境.     

针对固定窗口算法的椭圆曲线密码故障分析

针对固定窗口算法实现点乘运算的椭圆曲线密码,基于符号变换故障攻击原理,通过分析不同故障模型下的密钥恢复过程,给出一种能够解决“零块失效”问题的改进故障分析方法,并进行仿真实验。实验结果表明：采用固定窗口算法的椭圆曲线密码易遭受故障攻击,10min内即可恢复NIST-192完整密钥。该故障分析方法也适用于其他采用点乘运算的密码算法。     

密码技术在IC卡的应用模式

绍了密码技术在智能IC卡中的应用和发展前景。在因特网这个信息平台上 ,人们迫切希望获得真实、安全、可靠的信息 ,密码技术和IC卡的结合 ,必将成为在这一平台上保护信息安全的重要技术手段。     

分块模幂算法

RSA是目前最成熟的一种公钥密码体系 ,RSA加解密算法的速度依赖于模幂算法 ,因而快速模幂算法一直是人们感兴趣的课题。该文提出了一种基于分块的模幂算法 ,对算法复杂性进行了讨论 ,并与其他模幂算法作了比较 ,从理论上论证了它具有更快的模幂速度     

一种多重签名方案的构造

椭圆曲线离散对数问题是一个数学上的难解问题,基于该问题的密码体制由于对密钥数据长度要求远低于RSA而具有同样的安全强度,因此成为公钥密码学研究的热点。本文介绍了椭圆曲线的原理及单向签名和多重签名的概念,对利用椭圆曲线密码实现数字签名进行了探讨,并构造了一个单向多重签名方案,分析了这个方案的安全性。     

基于循环移位和异或运算的对合线性变换研究

在对称密码算法的设计中,为达到良好的扩散作用,设计者一般均选择分支数较大的线性变换.基于循环移位和异或运算的线性变换由于其实现效率较高,已经在很多密码算法中被采用,比如分组密码SMS4、HIGHT,Hash函数SHA -2、MD6等.此外,如果线性变换是对合的,还为解密带来了方便.研究了基于循环移位和异或运算设计的对合线性变换,给出了这类线性变换的计数公式,指出它们的分支数上界为4,并讨论了循环移位的参数与分支数之间的关系,从而为基于这类运算设计的线性变换提供了理论依据.     

对特殊类型Feistel密码的Square攻击

对轮函数为SP结构的两类特殊类型Feistel密码抗Square攻击的能力进行了研究。通过改变轮函数中P置换的位置从而给出了此类Feistel密码的等价结构,以SNAKE(2)和CLEFIA为例,给出了基于等价结构Square攻击的具体过程,将6轮SNAKE(2)的Square攻击的时间复杂度由224降为213.4;将6轮CLEFIA的Square攻击的时间复杂度由234.4降为212.4。结果表明,在设计轮函数为SP结构的Feistel密码时,必须充分考虑等价结构对算法抗Square攻击的影响。     

基于DPA的LED非线性部件逆向研究

在军事和商业应用中有很多密码算法是半公开或者不公开的,旨在证明算法保密对密码的安全性提高并没有明显帮助．针对轻型分组密码LED的未知非线性部件S盒,提出了一种基于差分功耗分析的逆向方法,该方法可以利用差分功耗曲线的极性信息来恢复未知算法结构．实验结果表明,在LED的S盒参数未知时,利用功耗采集平台采集算法运行时泄露的旁路功耗信息,可以成功逆向出全部s盒信息,验证了该方法的可行性．     

DPA方法对加密系统的FPGA旁路攻击研究

差分功率分析(DPA)方法可有效地对加密的集成电路芯片进行攻击解密,它绕过了加解密算法繁琐的数学分析,从而获取密码和信息。以DPA攻击嵌有DES算法的芯片为例,论述了搭建实验平台,获取功率消耗数据并用统计学和密码分析学的方法推导分析得出结论,从而成功破解加密系统。     

一种新的CLEFIA多字节差分故障分析方法

阐述了CLEFIA分组密码算法及故障分析原理,根据在CLEFIA密码第r轮与第（r-2）轮注入多字节故障,提出了一种新改进的针对CLEFIA的多字节故障模型及分析方法,并通过软件仿真实验进行了验证。结果表明,CLEFIA算法的Feistel结构和差分S盒特性使其易遭受多字节故障攻击,而改进算法使得密钥的恢复效率大大提高。     

中国最早的密码通讯

中国古代最早的通讯方式是使用公文,它的保密性不强,而且要用人来传递,如果这个人被敌人抓住,经不住严刑拷打,就有可能叛变,极易泄密。寻找一种安全的通讯方式成为兵家急务,于是密码诞生了。根据现有资料记载,中国古代最早发明密码通讯的人为北宋军事百科全书（武经总要》的作者曾公亮。北宋时期,战争频繁,为了提高通讯的保密性,曾公亮在总结前人经验的基础上,探索出一种简单易行的密码通讯方式。曾公亮的方法是：他将军中常用的40个短语加以整理,并给每个短语用一个密码来代替,这40个短语是：l请弓;2请箭;3请刀;4请甲;5…     

基于文本水印技术的文本加密算法

文本加密技术是信息化时代信息传递与发布过程中的一项重要安全技术。在分析自然语言文本水印技术及其特点的基础上,借鉴水印技术的基本思想,提出了基于水印技术的文本加密算法,并给出了文本加密与解密算法的基本步骤,对于文本信息传递中的安全问题具有重要意义。