几种分组密码算法s盒代数性质的研究-毕业设计

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1、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唯一的非线性结构，其密码特性直接决定了密码算法的好坏。本文对中国分组密码新标准SMS4算法、美国高级加密标准AES、欧洲分组加密标准Camellia和韩国分组加密标准SEED的S盒的密码性质进行了深入的分析，研究其平衡性、非线性、代数次数、Walsh谱等性质，通过比较，揭示各个算法S盒的优缺点。关键词：分组密码S盒布尔函数目录1引言11.1密码学简介11.1.1密码学的含义11.1.2密码学的发展历程11.1.3密码学的分类21.2分组密码算法32三种分组

2、加密算法的简介62.1AES算法62.1.1AES算法简介62.1.2圈数变化82.1.3轮变化92.1.4密钥扩展92.2Camellia算法112.2.1Camellia算法简介112.2.2Camellia算法加解密过程132.2.3Camellia算法密钥扩展152.2.4Camellia算法的安全性设计152.3SMS4算法172.3.1SMS4算法简介172.3.2SMS4轮函数182.3.3SMS4算法加/解密算法182.3.4SMS4算法密钥扩展算法193几种衡量S盒代数性质的指标203.1S盒代数表达式203

3、.2差分特性203.3线性特性213.4S盒布尔函数的性质2143种分组算法代数性质的分析和比较254.1AES算法S盒代数性质分析254.1.1AES算法的S盒254.1.2AES算法S盒的代数表达式264.2Camellia算法S盒代数性质分析284.2.1Camellia算法的S盒284.2.2Camellia算法S盒的代数表达式304.3SMS4算法S盒代数性质分析304.43种分组密码算法代数性质比较3053种分组算法S盒布尔函数性质的比较325.1AES算法S盒布尔函数性质分析325.2Camellia算法S盒布尔

4、函数性质分析345.3SMS4算法S盒布尔函数性质分析365.4S盒布尔函数性质比较376结束语38参考文献39Abstract：41致谢42仲恺农业工程学院毕业论文(设计)成绩评定表431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

5、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。信息保密技术是信息安全技术的核心，是一个重要技术组成部分。信息的保密通信,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。密码算法又是信息保密技术的核心，随着信息安全技术，信息保密技术的发展，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

6、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保密手段。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

7、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。1.1.2密码学的发展历程41密码学正式成为一门学科是在20世纪50年代前后。但在密码学诞生前，密码算法其实己经存在于军事和日常生活中。从古希腊人的单表代替体制(恺撒密表)和多表代替体制(维吉尼亚方阵和希尔密码)以及中国古代的汉字表意，到近代的转轮机体制(如:Enig-

8、ma)。这些密码算法都是基于字母的简单替换或移位和汉字的表意来实现的，没有对字母、文字编码运算的概念。直到1949年香农(C.E.Shannon)发表了划时代的论文《保密体制的通信理论》，这篇论文证明了密码编码学有坚实的数学基础，加上算法复杂性理论的研究成果，并随着微电子技术