国内外密码学研究现状及发展趋势

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1、2002年5月通信学报Vol.23No.5第23卷第5期JOURNALOFCHINAINSTITUTEOFCOMMUNICATIONSMay2002特约专稿1国内外密码学研究现状及发展趋势冯登国中国科学院软件研究所信息安全国家重点实验室北京100080摘要本文概括介绍了国内外密码学领域的研究现状同时对其发展趋势进行了分析关键词密码学密码算法密码协议信息隐藏量子密码中图分类号TN913文献标识码A文章编号1000-436X200205-0018-09StatusquoandtrendofcryptographyFENGDeng-guo

2、InstituteofSoftwareofAcademiaSinicaStateKeyLabofInformationSecurityBeijing100080,ChinaAbstractInthispaper,statusquoofcryptographyisoutlinedandtrendofcryptographyisanalysed.Keywordscryptography;cryptographicalgorithm;cryptographicprotocol;informationhinding;quantumciphe

3、r1引言密码技术是信息安全技术的核心它主要由密码编码技术和密码分析技术两个分支组成密码编码技术的主要任务是寻求产生安全性高的有效密码算法和协议以满足对消息进行加密或认证的要求密码分析技术的主要任务是破译密码或伪造认证信息实现窃取机密信息或进行诈骗破坏活动这两个分支既相互对立又相互依存正是由于这种对立统一关系才推动了密码学自身的发展目前人们将密码理论与技术分成两大类一类是基于数学的密码理论与技术包括公钥密码分组密码序列密码认证码数字签名Hash函数身份识别密钥管理PKI技术VPN技术等另一类是非数学的密码理论与技术包括信息隐藏量子密码

4、基于生物特征的识别理论与技术等本文主要介绍了这些理论和技术的研究现状和发展趋势收稿日期2002-02-07修订日期2002-02-27基金项目国家973基金资助项目G1999035802国家杰出青年基金资助项目60025205作者简介冯登国1965-男陕西靖边人博士后中国科学院软件研究所研究员博士生导师国家信息化专家咨询委员会委员主要研究方向是信息与网络安全万方数据第5期冯登国国内外密码学研究现状及发展趋势192公钥密码自从1976年公钥密码的思想提出以来国际上已经提出了许多种公钥密码体制如基于大整数因子分解问题的RSA体制和Rab

5、in体制基于有限域上的离散对数问题的Diffie-Hellman公钥体制和ElGamal体制基于椭圆曲线上的离散对数问题的Diffie-Hellman公钥体制和ElGamal体制基于背包问题的Merkle-Hellman体制和Chor-Rivest体制基于代数编码理论的MeEliece体制基于有限自动机理论的公钥体制等等用抽象的观点来看公钥密码体制就是一种陷门单向函数我们说一个函数f是单向函数若对它的定义域中的任意x都易于计算fx而对f的值域中的几乎所有的y即使当f为已知时要计算f–1y在计算上也是不可行的若当给定某些辅助信息陷门信

6、息时易于计算f–1y就称单向函数f是一个陷门单向函数公钥密码体制就是基于这一原理而设计的将辅助信息陷门信息作为秘密密钥这类密码的安全强度取决于它所依据的问题的计算复杂性目前比较流行的公钥密码体制主要有两类一类是基于大整数因子分解问题的其中最典型的代表是RSA体制另一类是基于离散对数问题的如ElGamal公钥密码体制和影响比较大的椭圆曲线公钥密码体制由于分解大整数的能力日益增强因此为保证RSA体制的安全性总是要增加模长目前768bit模长的RSA体制已不安全一般建议使用1024bit模长预计要保证20年的安全性就要选择2048bit的

7、模长增大模长带来了实现上的难度而基于离散对数问题的公钥密码在目前技术下512bit模长就能够保证其安全性特别是椭圆曲线上的离散对数的计算要比有限域上的离散对数的计算更困难目前技术下只需要160bit模长即可保证其安全性适合于智能卡的实现因而受到国际上的广泛关注国际上制定了椭圆曲线公钥密码标准IEEEP1363目前公钥密码的重点研究方向为1用于设计公钥密码的新的数学模型和陷门单向函数的研究2针对实际应用环境的公钥密码的设计3公钥密码的快速实现研究包括算法优化和程序优化软件实现和硬件实现4公钥密码的安全性评估问题特别是椭圆曲线公钥密码的

8、安全性评估问题3分组密码美国早在1977年就制定了自己的数据加密标准DES随着DES的出现人们对分组密码展开了深入的研究和讨论现已有大量的分组密码如DES的各种变形IDEA算法SAFER系列算法RC系列算法Skipjack算法Rijn