DES线性密码分析

摘要

美国20世纪的数据加密标准DES是到目前为止使用最广、讨论最多的分组密码算法之一。在过去几十年，DES(Date Ermryption Standard)资料加密标准一直在资料安全方面扮演着重要角色，被广泛地应用于商业、军事、秘密通信及身份认证等方面。当前攻击DES的主要方法有线性密码分析和差分密码分析方法等，本文系统地研究了对DES的线性密码分析的方法，通过线性分析方法来考察DES的安全性。 该论文详细研究了DES算法的实现过程，阐述了DES的S盒的特点，以及子密钥的生成过程；进而详细研究了线性攻击方法，并举例模拟了线性攻击的过程，破译了部分的密钥；对线性攻击的三种不同算法进行了比较，完成了DES密钥攻击的模拟过程；在此基础上利用中心极限定理、正态分布建立统计实验模型，并对线性攻击成功的概率与线性攻击的复杂性进行了理论分析。 该模拟过程不但为其理论研究提供了一种手段，而且为密码分析提供了实践的应用，只有深入地对线性攻击法作一番彻底的研究与探讨，才能使将来设计的分组密码器能够抵御线性攻击法的攻击。

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文摘

英文文摘

声明

第一章 引言

1.1研究动机

1.2论文组织构架

1.3论文主要成果

第二章分组密码原理

2.1对称密码简介

2.2扩散与扰乱

2.3Feistel密码结构

第三章DES算法

3.1 DES历史回顾

3.2 DES算法

3.3计算F(Ri-1，ki)的过程

3.4 DES子密钥的生成

3.5 DES加密与解密的过程

3.6 DES改进与实现

第四章线性攻击法

4.1线性攻击法简介

4.2 S盒的线性逼近

4.3 SPN的线性密码分析

第五章线性攻击DES

5.1线性攻击法的原理

5.2获得一位密钥信息算法

5.3获得多个密钥位的算法

5.4 piling-up lemma算法计算串联线性关系式成立的概率

5.5线性关系式

5.5.1线性关系式的串联

5.5.2用线性攻击法攻击8轮DES

5.6用线性攻击法攻击完整16轮 DES

5.6.1用线性攻击法攻击完整16轮DES

5.6.2线性攻击法攻击16轮DES的模拟试验

第六章理论分析

6.1数学概念

6.2统计试验模型

6.3一个简单的统计试验

第七章结束语

7.1所做工作的总结

7.2工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果