几种分组密码算法S盒代数性质的研究-毕业设计_精品.doc

毕 业 论 文 几种分组密码算法S盒代数性质的研究 摘 要 S盒是大多数分组密码算法中一的非线性结构，密码特性直接决定了密码算法的好坏。Walsh谱：S盒布尔函数目 录 1 引 言 1 1.1 密码学简介 1 1.1.1 密码学的含义 1 1.1.2 密码学的发展历程 1 1.1.3 密码学的分类 2 1.2 分组密码算法 3 2 三种分组加密算法的简介 6 2.1 AES算法 6 2.1.1 AES算法简介 6 2.1.2 圈数变化 8 2.1.3 轮变化 9 2.1.4 密钥扩展 9 2.2 Camellia算法 11 2.2.1 Camellia算法简介 11 2.2.2 Camellia算法加解密过程 13 2.2.3 Camellia算法密钥扩展 15 2.2.4 Camellia算法的安全性设计 15 2.3 SMS4算法 17 2.3.1 SMS4算法简介 17 2.3.2 SMS4轮函数 18 2.3.3 SMS4算法加/解密算法 18 2.3.4 SMS4算法密钥扩展算法 19 3 几种衡量S盒代数性质的指标 20 3.1 S盒代数表达式 20 3.2 差分特性 20 3.3 线性特性 21 3.4 S盒布尔函数的性质 21 4 3种分组算法代数性质的分析和比较 25 4.1 AES算法S盒代数性质分析 25 4.1.1 AES算法的S盒 25 4.1.2 AES算法S盒的代数表达式 26 4.2 Camellia算法S盒代数性质分析 28 4.2.1 Camellia算法的S盒 28 4.2.2 Camellia算法S盒的代数表达式 30 4.3 SMS4算法S盒代数性质分析 30 4.4 3种分组密码算法代数性质比较 30 5 3种分组算法S盒布尔函数性质的比较 32 5.1 AES算法S盒布尔函数性质分析 32 5.2 Camellia算法S盒布尔函数性质分析 34 5.3 SMS4算法S盒布尔函数性质分析 36 5.4 S盒布尔函数性质比较 37 6 结束语 38 参 考 文 献 39 Abstract： 41 致 谢 42 仲恺农业工程学院毕业论文(设计)成绩评定表 43 1 引 言 近年来，随着信息化的迅速发展和信息技术运用的深入和普及，信息安全一词越来越多地出现在各类期刊杂志上，信息安全人才也变得炙手可热。信息安全的问题由来已久，在网络世界中表现尤甚。产生网络信息安全问题的原因在于电子政务、电子商务、电子银行等基于网络的技术不断发展，而作为数据通信和资源共享的重要平台——因特网所使用的TCP/IP协议是在假定的可信安全环境下、为网络互联而专门设计的，本身缺乏考虑安全措施，因此在网络中存储和传输的大量数据都需要加以保护，以免被盗用、暴露、篡改和伪造。除此之外，基于网络的信息交换还面临着身份认证和防否认等安全需求。所有这些信息安全问题是制约信息化社会快速健康发展的瓶颈。 信息必威体育官网网址技术是信息安全技术的核心，是一个重要技术组成部分。信息的必威体育官网网址通信,安全存贮，完整性保护、鉴别、签名和验证等都离不开密码算法。密码算法又是信息必威体育官网网址技术的核心，随着信息安全技术，信息必威体育官网网址技术的发展，人们对密码算法的研究也越来越广泛和越来越深入。 1.1 密码学简介 1.1.1 密码学的含义 密码学是研究编制密码和破译密码的技术科学。研究密码变化的客观规律，应用于编制密码以保守通信秘密的，称为编码学；应用于破译密码以获取通信情报的，称为破译学，总称密码学。密码是通信双方按约定的法则进行信息特殊变换的一种重要必威体育官网网址手段。依照这些法则，变明文为密文，称为加密变换；变密文为明文，称为脱密变换。进行明密变换的法则，称为密码的体制。指示这种变换的参数，称为密钥。它们是密码编制的重要组成部分。密码体制的基本类型可以分为四种：错乱——按照规定的图形和线路，改变明文字母或数码等的位置成为密文；代替——用一个或多个代替表将明文字母或数码等代替为密文；密本——用预先编定的字母或数字密码组，代替一定的词组单词等变明文为密文；加乱——用有限元素组成的一串序列作为乱数，按规定的算法，同明文序列相结合变成密文。以上四种密码体制，既可单独使用，也可混合使用，以编制出各种复杂度很高的实用密码。当今世界各主要国家的政府都十分重视密码工作，有的设立庞大机构，拨出巨额经费，集中数以万计的专家和科技人员，投入大量高速的电子计算机和其他先进设备进行工作。与此同时，各民间企业和学术界也对密码日益重视，不少数学家、计算机学家和其他有关学科的专家也投身于密码学的研究行列，更加速了密码学的发展。(包括公钥密码、分组密码、序列密码、认证码、数字签