基于遗传算法及其混合算法的s盒设计研究

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4、智能算法应用到设计S盒的过程中，并成为一种优化设计S盒的有效方式。本文探讨了遗传算法及其混合算法在S盒设计过程中的应用方案，主要工作如下：1、将简单遗传算法应用到S盒的优化设计过程中，并对交叉、变异操作进行改进，通过对综合非线性度、差分均匀度和雪崩度的指标作为适应值函数对S盒进行优化，经过不断演化迭代得到密码性能良好的一批S盒。同时，为其他混合算法作为重要比照参考。2、将量子遗传算法应用到S盒的设计过程中，针对S盒这一具体问题，设计出最优种群来加速算法的收敛速度，使用动态的交叉概率和变异概率来防止算法的局部收敛，并预置

5、优异S盒到初始种群观测值中，进而得到一批优化的S盒。实验对其密码性能进行深入比较分析。3、详细探讨免疫遗传算法在S盒设计过程中存在的问题，提出基于疫苗库动态提取S盒疫苗规则的方法，通过免疫算子来调控算法进程，从而使得算法能有策略的演化迭代。最后通过实验数据统计，比较三种算法在S盒的优化设计问题上各自的性能表现，总结其优缺点，并加以分析。关键词：S盒非线性度差分均匀度混合遗传算法I四川师范大学硕士学位论文ConstructionofS-boxesBasedonHybridGeneticAlgorithmsMajor:In

6、formationSecurityPostgraduateStudent:ZhangKaiSupervisor:LiJun-LiAbstractS-boxesareimportantcomponentsinblockcipher.InShannon'stheory,S-boxesplaytheroleofconfusion.Sotheyaffectthesecurityoftheentireblockcipher.That'swhyS-boxeshavebeenafocusstudyofblockcipher.It's

7、difficultandlimitedtogenerateS-boxesusingtraditionalmethods.Butintelligentalgorithmsareavailablechoices.ThispaperdiscusseshybridgeneticalgorithmsinconstructingS-boxes,themainworkisasfollows:1.usingsimplegeneticalgorithmtooptimizeS-boxes.Inthispaper,weusebinaryto

8、encodeS-boxes,andoptimizeS-boxesbyasuitablefitnessfunction.OurexperimentaldatashowsthatS-boxescanbeoptimizedbasedonthismethod.2.weproposethatusingquantumgeneticalgori