密码组件安全指标测试工具设计与实现

摘要

对称密码是信息系统中数据保密的核心技术,而非线性S盒通常是其中的关键密码组件,广泛用于分组密码、序列密码和MAC(Message Authentication Code)算法等设计。为了保障密码算法设计的安全性,首先,研究了差分均匀度、非线性度、不动点数、代数次数与项数、代数免疫度、雪崩特性、扩散特性的指标测试方法;其次,通过可视化窗口设计输出S盒的各个安全指标结果,并以弹窗形式给出对应安全指标的细节描述;再次,重点设计了S盒非线性度和代数免疫度的子模块,并对应非线性度简化了线性分布表,且基于定理对代数免疫度计算过程进行了优化和举例说明;最后,实现了S盒的测试工具,并给出了7种安全指标测试和案例演示。所提测试工具主要应用于对称密码算法的非线性组件S盒安全指标的测试,进而为算法整体提供安全保障。