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全轮超轻量级分组密码PFP的相关密钥差分分析
1
作者 严智广 韦永壮 叶涛 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第3期729-738,共10页
2017年,PFP作为一种超轻量级分组密码被提出,而因其卓越的实现性能备受业界广泛关注。该算法不仅硬件开销需求低(仅需约1355 GE(等效门))、功耗小,而且加解密速度快(其速度甚至比国际著名算法PRESENT的实现速度快1.5倍),非常适合在物联... 2017年,PFP作为一种超轻量级分组密码被提出,而因其卓越的实现性能备受业界广泛关注。该算法不仅硬件开销需求低(仅需约1355 GE(等效门))、功耗小,而且加解密速度快(其速度甚至比国际著名算法PRESENT的实现速度快1.5倍),非常适合在物联网环境中使用。在PFP算法的设计文档中,作者声称该算法具有足够的能力抵御差分攻击、线性攻击及不可能差分攻击等多种密码攻击方法。然而该算法是否存在未知的安全漏洞是目前研究的难点。该文基于可满足性模理论(SMT),结合PFP算法轮函数特点,构建两种区分器自动化搜索模型。实验测试结果表明:该算法在32轮加密中存在概率为2^(–62)的相关密钥差分特征。由此,该文提出一种针对全轮PFP算法的相关密钥恢复攻击,即只需2^(63)个选择明文和2^(48)次全轮加密便可破译出80 bit的主密钥。这说明该算法无法抵抗相关密钥差分攻击。 展开更多
关键词 轻量级分组密码算法 差分密码分析 密钥恢复攻击 可满足性模理论
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轻量级分组密码算法FBC的积分分析
2
作者 谢雨欣 高莹 《密码学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第3期681-691,共11页
FBC算法是由冯秀涛等人于2018年在中国密码学会举办的全国密码算法设计竞赛中提出的轻量级分组密码算法,包含FBC128-128、FBC128-256和FBC256-256三个版本,具有轻量化、安全性高和软硬件实现灵活等特点.本文基于比特可分性和MILP方法搜... FBC算法是由冯秀涛等人于2018年在中国密码学会举办的全国密码算法设计竞赛中提出的轻量级分组密码算法,包含FBC128-128、FBC128-256和FBC256-256三个版本,具有轻量化、安全性高和软硬件实现灵活等特点.本文基于比特可分性和MILP方法搜索FBC算法的积分区分器.首先,将FBC算法的轮函数拆分为S盒、复制和异或等基本运算,根据比特可分性在基本运算中的传播规律,构建线性不等式刻画比特可分性的传播;其次,通过将所得线性不等式组作为约束条件,构建MILP模型寻找积分区分器最高轮数的下界,并提出判断r轮积分区分器是否存在的算法;最终,结果表明FBC128-128/256和FBC256-256的积分区分器轮数可分别达到11轮和14轮,均优于现有积分分析结果. 展开更多
关键词 积分分析 轻量级分组密码 FBC算法 混合整数线性规划
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一种变体BISON分组密码算法及分析
3
作者 赵海霞 韦永壮 刘争红 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期1796-1802,共7页
该文基于Whitened Swap-or-Not(WSN)的结构特点,分析了Canteaut等人提出的Bent whItened Swap Or Not–like (BISON-like)算法的最大期望差分概率值(MEDP)及其(使用平衡函数时)抵御线性密码分析的能力;针对BISON算法迭代轮数异常高(一般... 该文基于Whitened Swap-or-Not(WSN)的结构特点,分析了Canteaut等人提出的Bent whItened Swap Or Not–like (BISON-like)算法的最大期望差分概率值(MEDP)及其(使用平衡函数时)抵御线性密码分析的能力;针对BISON算法迭代轮数异常高(一般为3n轮,n为数据分组长度)且密钥信息的异或操作由不平衡Bent函数决定的情况,该文采用了一类较小绝对值指标、高非线性度、较高代数次数的平衡布尔函数替换BISON算法中的Bent函数,评估了新变体BISON算法抵御差分密码分析和线性密码分析的能力。研究结果表明:新的变体BISON算法仅需迭代n轮;当n较大时(如n=128或256),其抵御差分攻击和线性攻击的能力均接近理想值。且其密钥信息的异或操作由平衡函数来决定,故具有更好的算法局部平衡性。 展开更多
关键词 差分密码分析 线性密码分析 WSN结构 bison-like分组密码算法 变体BISON分组密码算法
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面向分组密码算法的程序设计语言研究 被引量：4
4
作者 李凤华 阎军智 +2 位作者 谢绒娜 马建峰 欧海文 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2705-2710,共6页
本文提出了一种接近数学描述的面向分组密码算法的程序设计语言(Programming Language for the BlockCipher Algorithm,PLBCA).PLBCA能够以形式化方式方便地描述分组密码算法的结构.本文介绍了PLBCA的语法规范,以分组密码算法DES为例说... 本文提出了一种接近数学描述的面向分组密码算法的程序设计语言(Programming Language for the BlockCipher Algorithm,PLBCA).PLBCA能够以形式化方式方便地描述分组密码算法的结构.本文介绍了PLBCA的语法规范,以分组密码算法DES为例说明PLBCA应用方法,并借助ANTLR工具实现了PLBCA的解析器.利用PLBCA,密码学专家可以方便快捷地对密码算法进行算法正确性和安全性分析,以检验算法的设计.PLBCA有助于提高密码算法检验的效率,为密码算法的设计和自动检测分析提供了一种辅助工具. 展开更多
关键词 领域专用语言 分组密码算法程序设计语言 DES密码算法
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10轮3D分组密码算法的中间相遇攻击 被引量：12
5
作者 苏崇茂 韦永壮 马春波 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期694-697,共4页
3D密码算法是一个代换-置换网络(SPN)型结构的新分组密码。与美国高级加密标准(AES)不同的是3D密码算法采用3维状态形式。该文利用3D算法结构,构造出一个5轮中间相遇区分器,并由此给出10轮3D的新攻击。结果表明:新攻击的数据复杂度约为2... 3D密码算法是一个代换-置换网络(SPN)型结构的新分组密码。与美国高级加密标准(AES)不同的是3D密码算法采用3维状态形式。该文利用3D算法结构,构造出一个5轮中间相遇区分器,并由此给出10轮3D的新攻击。结果表明:新攻击的数据复杂度约为2128选择明文,时间复杂度约为2331.1次10轮3D加密。与已有的攻击结构相比较,新攻击有效地降低了攻击所需的数据复杂度以及时间复杂度。 展开更多
关键词 分组密码 3D算法 中间相遇攻击 时间复杂度
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面向移动商务的分组密码算法 被引量：3
6
作者 李顺东 覃征 +1 位作者 王向华 贾晓琳 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第8期833-835,共3页
设计了一种新的分组密码算法,该算法利用矩阵乘法的扩散作用与专门设计的一种矩阵运算的混乱作用实现对信息的加密.算法有较高的安全性,能够抵抗现有的密码分析方法,它既适合字母文字信息的加密,也适合非字母的中文信息对称加密.算法所... 设计了一种新的分组密码算法,该算法利用矩阵乘法的扩散作用与专门设计的一种矩阵运算的混乱作用实现对信息的加密.算法有较高的安全性,能够抵抗现有的密码分析方法,它既适合字母文字信息的加密,也适合非字母的中文信息对称加密.算法所需代码少、计算量小,能够嵌入到移动电话等移动数字设备中,对移动电子商务信息安全具有一定的实际意义. 展开更多
关键词 分组密码 混乱 扩散 算法
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基于Logistic映射的分组密码算法研究及其应用 被引量：6
7
作者 权安静 蒋国平 左涛 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第B11期11-14,共4页
针对传统分组加密算法仅仅依赖于算法设计 ,初始密钥始终不变的不足 ,提出利用Logistic映射改进分组密码算法的思想 .实现了基于混沌序列的DES算法 ,先用Logistic映射定时迭代产生的伪随机序列 ,然后经过变换后作为DES算法的密钥 ,使其... 针对传统分组加密算法仅仅依赖于算法设计 ,初始密钥始终不变的不足 ,提出利用Logistic映射改进分组密码算法的思想 .实现了基于混沌序列的DES算法 ,先用Logistic映射定时迭代产生的伪随机序列 ,然后经过变换后作为DES算法的密钥 ,使其分组加密算法得密钥也处于不断的变化之中 ,从而提高加密强度 .并给出了改进算法加密图像数据的应用实例 ,分析比较了改进后的算法和传统分组密码算法在安全性和抗破译性方面的性能 . 展开更多
关键词 混沌 分组密码算法 加密 密钥
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分组密码算法扩散特性的一种统计分析 被引量：12
8
作者 朱明富 张宝东 吕述望 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第10期122-128,共7页
针对已有的分组密码扩散特性的依赖性测试方法,分析了其中各统计量的概率分布,使这种统计分析方法有了较完整的理论基础。指出了NESSIE用该方法评价AES决赛算法的不足。给出了运用该统计分析方法对分组密码算法做依赖性测试时抽取样本... 针对已有的分组密码扩散特性的依赖性测试方法,分析了其中各统计量的概率分布,使这种统计分析方法有了较完整的理论基础。指出了NESSIE用该方法评价AES决赛算法的不足。给出了运用该统计分析方法对分组密码算法做依赖性测试时抽取样本容量的下界。 展开更多
关键词 分组密码算法 扩散特性 统计分析 完全性 雪崩效应 严格雪崩准则 概率分布 统计量
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SM4分组密码算法综述 被引量：78
9
作者 吕述望 苏波展 +2 位作者 王鹏 毛颖颖 霍利利 《信息安全研究》 2016年第11期995-1007,共13页
SM4分组密码算法简称为SM4算法,为配合WAPI无线局域网标准的推广应用,SM4算法于2006年公开发布,2012年3月发布成为国家密码行业标准(标准号为GM/T 0002-2012),2016年8月发布成为国家标准(标准号为GB/T 32907-2016).介绍了SM4分组密码算... SM4分组密码算法简称为SM4算法,为配合WAPI无线局域网标准的推广应用,SM4算法于2006年公开发布,2012年3月发布成为国家密码行业标准(标准号为GM/T 0002-2012),2016年8月发布成为国家标准(标准号为GB/T 32907-2016).介绍了SM4分组密码算法的算法流程、结构特点及其密码特性,以及SM4算法的安全性分析研究现状,并与国际标准分组算法的安全性进行了对比. 展开更多
关键词 SM4分组密码算法 差分密码分析 线性密码分析 S盒
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轻量级分组密码算法FBC 被引量：10
10
作者 冯秀涛 曾祥勇 +4 位作者 张凡 曾光 唐灯 甘国华 王永兴 《密码学报》 CSCD 2019年第6期768-785,共18页
FBC是一族轻量级分组密码算法,主要包含FBC128-128,FBC128-256和FBC256-256三个版本,可支持128和256两种比特长度的明文分组以及128和256两种比特长度的密钥.FBC算法采用4路两重Feistel结构设计,在结构上通过增加两个异或操作的微小代... FBC是一族轻量级分组密码算法,主要包含FBC128-128,FBC128-256和FBC256-256三个版本,可支持128和256两种比特长度的明文分组以及128和256两种比特长度的密钥.FBC算法采用4路两重Feistel结构设计,在结构上通过增加两个异或操作的微小代价较大提高整体结构的扩散特性.非线性函数F采用切片技术,其中,S盒基于NFSR构造,其各项密码学性质达到最优,同时硬件实现代价达到最小,为最轻的S盒之一;线性变换L仅由循环移位和异或构成,具有较好的密码学特性的同时兼顾好的软硬件实现效能.在安全性方面,我们基于混合整数线性规划(MILP)寻找最少活跃S盒个数的方法对其进行差分、线性、不可能差分以及积分等方法的分析.实验结果表明,FBC可以抵抗上述各种攻击方法的攻击.FBC算法不仅具有结构简洁,轻量化,安全性高等特性,还具有灵活高效的软硬件实现方式,可以满足不同平台的应用需求. 展开更多
关键词 轻量级分组密码 FEISTEL结构 FBC算法 混合整数线性规划 比特切片
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积分故障分析下的Midori128密码算法安全性评估
11
作者 魏悦川 贺水喻 +1 位作者 潘峰 王湘儒 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期229-238,共10页
为了研究Midori128密码算法针对积分故障攻击的安全性,建立积分区分器平衡位置、故障密文与轮密钥的关系,通过密钥搜索,可以恢复出算法的最后一轮密钥,进而利用密钥扩展算法恢复出主密钥。理论分析表明,利用3轮和4轮积分区分器进行积分... 为了研究Midori128密码算法针对积分故障攻击的安全性,建立积分区分器平衡位置、故障密文与轮密钥的关系,通过密钥搜索,可以恢复出算法的最后一轮密钥,进而利用密钥扩展算法恢复出主密钥。理论分析表明,利用3轮和4轮积分区分器进行积分故障攻击时,恢复出正确密钥的时间复杂度分别为2^(21)和2^(24)。采用准确性、成功率和耗费时间对倒数第4轮注入故障的攻击过程进行仿真,成功恢复出该算法的主密钥,并且针对不同明文分组和密钥进行对比实验。通过两组故障安全性分析方案可知,Midori128算法的轮函数易受到积分故障攻击,在算法运行时至少需要对倒数6轮进行故障检测等额外防护。 展开更多
关键词 轻量级分组密码 Midori128算法 积分区分器 积分故障分析
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对轻量级分组密码算法LBlock的差分故障攻击 被引量：3
12
作者 王涛 王永娟 +1 位作者 高杨 张诗怡 《密码学报》 CSCD 2019年第1期18-26,共9页
本文首先分析差分故障攻击的故障模型与原理,利用S盒的差分不均匀性,通过建立输入差分、输出差分和可能输入值之间的对应关系,给出差分故障分析的优化方案,实现快速归约,提高差分故障攻击的效率.本文通过对LBlock算法建立对应关系,可以... 本文首先分析差分故障攻击的故障模型与原理,利用S盒的差分不均匀性,通过建立输入差分、输出差分和可能输入值之间的对应关系,给出差分故障分析的优化方案,实现快速归约,提高差分故障攻击的效率.本文通过对LBlock算法建立对应关系,可以快速直观缩小输入值取值空间,进而快速确定对应扩展密钥.对于不同故障值(输入差分),对应的输出差分和可能输入值均不相同,可以得到二元关系集合.由于轻量级分组密码S盒多为4×4 S盒,该集合中元素较少,注入少量不同故障值,通过查表,对可能输入值取交集即可快速确定唯一可能输入值.将优化方案应用于LBlock轻量级分组密码算法,在最后一轮输入处注入2次宽度为16 bit的故障可恢复最后一轮轮密钥,然后将状态回推一轮,在倒数第二轮输入处注入2次宽度为16 bit的故障可恢复倒数第二轮密钥.根据密钥扩展方案,恢复两轮轮密钥后将恢复主密钥的计算复杂度降为2^(19). 展开更多
关键词 轻量级分组密码 LBlock算法 差分故障攻击
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分组密码算法的测试方法研究 被引量：2
13
作者 胡廉民 张九华 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期720-722,736,共4页
安全性是分组密码最重要的设计准则。该文基于分组密码算法,分析了算法的多种安全性测试方法和测试理论,提出相应的测试统计量。采用AES算法中的一个8×8S盒,以一组长为1048576b的随机数为测试序列,进行实际安全性测试。测试结果表... 安全性是分组密码最重要的设计准则。该文基于分组密码算法,分析了算法的多种安全性测试方法和测试理论,提出相应的测试统计量。采用AES算法中的一个8×8S盒,以一组长为1048576b的随机数为测试序列,进行实际安全性测试。测试结果表明测试统计量符合实际测试结果,从而验证所提出的测试统计量具有实际可行性,有力地保证了分组密码的安全性设计。 展开更多
关键词 AES算法 分组密码 随机性 S盒
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基于超混沌序列的分组密码算法及其应用 被引量：9
14
作者 权安静 蒋国平 +1 位作者 左涛 陈婷 《南京邮电学院学报（自然科学版）》 2005年第4期80-84,共5页
利用混沌现象的“蝴蝶”效应和难以预测性等特点,提出利用超混沌序列改进分组密码算法的思想,实现基于超混沌序列的DES(数据加密标准)和AES(高级加密标准)算法,给出改进算法用于加密文本和图像数据的应用实例,分析比较改进后的算法和传... 利用混沌现象的“蝴蝶”效应和难以预测性等特点,提出利用超混沌序列改进分组密码算法的思想,实现基于超混沌序列的DES(数据加密标准)和AES(高级加密标准)算法,给出改进算法用于加密文本和图像数据的应用实例,分析比较改进后的算法和传统分组密码算法在安全性和抗破译性方面的性能。研究表明,分组密码算法和超混沌序列技术结合能够进一步提高系统的安全性和抗破译性能。 展开更多
关键词 超混沌序列 分组密码算法 加密:密钥
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LiCi分组密码算法的不可能差分分析 被引量：9
15
作者 韦永壮 史佳利 李灵琛 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期1610-1617,共8页
LiCi是由Patil等人(2017)提出的轻量级分组密码算法。由于采用新型的设计理念,该算法具有结构紧凑、能耗低、占用芯片面积小等优点,特别适用于资源受限的环境。目前该算法的安全性备受关注,Patil等人声称:16轮简化算法足以抵抗经典的差... LiCi是由Patil等人(2017)提出的轻量级分组密码算法。由于采用新型的设计理念,该算法具有结构紧凑、能耗低、占用芯片面积小等优点,特别适用于资源受限的环境。目前该算法的安全性备受关注,Patil等人声称:16轮简化算法足以抵抗经典的差分攻击及线性攻击。该文基于S盒的差分特征,结合中间相遇思想,构造了一个10轮的不可能差分区分器。基于此区分器,向前后各扩展3轮,并利用密钥编排方案,给出了LiCi的一个16轮的不可能差分分析方法。该攻击需要时间复杂度约为283.08次16轮加密,数据复杂度约为259.76选择明文,存储复杂度约为276.76数据块,这说明16轮简化的LiCi算法无法抵抗不可能差分攻击。 展开更多
关键词 轻量分组密码算法 LiCi算法 不可能差分分析 差分特征
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分组密码算法的基础平台研究 被引量：1
16
作者 孙红波 傅仕诤 徐日 《无线电工程》 2014年第1期65-67,共3页
分组密码算法是信息加密处理的重要算法。分组密码平台是一种实现密码算法的处理器。分组密码在设计上可采用存储逻辑或布线逻辑,二者在实现上分别依赖微处理器和数字逻辑电路。通过分析分组密码算法的特点和分组密码的设计准则、安全... 分组密码算法是信息加密处理的重要算法。分组密码平台是一种实现密码算法的处理器。分组密码在设计上可采用存储逻辑或布线逻辑,二者在实现上分别依赖微处理器和数字逻辑电路。通过分析分组密码算法的特点和分组密码的设计准则、安全性准则,针对基于存储逻辑的算法和基于布线逻辑的算法特点,提出设置特殊函数运算指令,将多种不同逻辑类型的密码运算因子以单一的指令形式实现,在处理器上以指令形式在一个平台上实现,解决了不同算子在同一平台上高效计算问题。 展开更多
关键词 分组密码算法 基于存储逻辑 基于布线逻辑 特殊函数运算指令
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轻量级分组密码算法ESF的相关密钥不可能差分分析 被引量：1
17
作者 谢敏 曾琦雅 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期1173-1179,共7页
八阵图算法(ESF)是一种具有广义Feistel结构的轻量级分组密码算法,可用在物联网环境下保护射频识别(RFID)标签等资源受限的环境中,目前对该算法的安全性研究主要为不可能差分分析。该文通过深入研究S盒的特点并结合ESF密钥扩展算法的性... 八阵图算法(ESF)是一种具有广义Feistel结构的轻量级分组密码算法,可用在物联网环境下保护射频识别(RFID)标签等资源受限的环境中,目前对该算法的安全性研究主要为不可能差分分析。该文通过深入研究S盒的特点并结合ESF密钥扩展算法的性质,研究了ESF抵抗相关密钥不可能差分攻击的能力。通过构造11轮相关密钥不可能差分区分器,在此基础上前后各扩展2轮,成功攻击15轮ESF算法。该攻击的时间复杂度为2^(40.5)次15轮加密,数据复杂度为2^(61.5)个选择明文,恢复密钥比特数为40 bit。与现有结果相比,攻击轮数提高的情况下,时间复杂度降低,数据复杂度也较为理想。 展开更多
关键词 轻量级分组密码 ESF算法 相关密钥 不可能差分分析
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KS分组密码算法 被引量：1
18
作者 李援南 许萍 《北京电子科技学院学报》 2004年第4期29-34,共6页
在对5个AES候选算法的实现进行研究的基础上,设计了一个分组密码算法,称作KS,它是一个分组长度为128比特,密钥长度支持128、192和256比特的分组密码算法。除具有较高安全性外,其主要特征是利用硬件实现时占用资源少、速度快。用Stratix ... 在对5个AES候选算法的实现进行研究的基础上,设计了一个分组密码算法,称作KS,它是一个分组长度为128比特,密钥长度支持128、192和256比特的分组密码算法。除具有较高安全性外,其主要特征是利用硬件实现时占用资源少、速度快。用Stratix FPGA器件实现KS加密算法时,其加密速度可达到1.18Gbit/s。 展开更多
关键词 分组密码算法 AES候选算法 STRATIX FPGA器件 密钥长度 硬件实现 主要特征 加密算法 安全性 比特 速度
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一种新的对称分组密码算法的设计
19
作者 雷旭 徐重阳 《电视技术》 北大核心 2002年第5期34-35,共2页
提出了一种采用256bit密钥对256bit明文进行加解密的对称分组密码算法,它利用本原多项式产生子密钥,采用移位、异或等操作增加加密系统的强度,并能在单片机上很方便地实现。
关键词 对称分组密码算法 设计 本原多项式 条件接入
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基于可变S盒的分组密码算法及其在媒体网关中的应用
20
作者 彭佛才 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2003年第6期44-45,50,共3页
分组密码算法是信息安全领域中最为重要的加解密技术之一。与传统的分组密码不同,该算法具有可变的S盒和变化的循环加密结构,从而大大提高了抗差分攻击和线性攻击的能力。结合某媒体网关的设计项目,研究了该算法并详细探导了其设计方法... 分组密码算法是信息安全领域中最为重要的加解密技术之一。与传统的分组密码不同,该算法具有可变的S盒和变化的循环加密结构,从而大大提高了抗差分攻击和线性攻击的能力。结合某媒体网关的设计项目,研究了该算法并详细探导了其设计方法。最后,测试了算法的实际性能。 展开更多
关键词 分组密码算法 媒体网关 信息安全 可变S盒 数据加密
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