任意偶变元上代数免疫度最优的平衡旋转对称布尔函数的构造

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作者 赵庆兰 李盼 +2 位作者 郑东 李梦苒 张建东 《密码学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第4期924-944,共21页

旋转对称布尔函数是一类在输入进行循环移位的条件下输出保持不变的布尔函数.此类函数因具有特殊的结构并且包括许多具有良好密码学性质的布尔函数而在密码学领域受到广泛关注.在代数攻击出现之后,如何构造出具有最优代数免疫度的平衡... 旋转对称布尔函数是一类在输入进行循环移位的条件下输出保持不变的布尔函数.此类函数因具有特殊的结构并且包括许多具有良好密码学性质的布尔函数而在密码学领域受到广泛关注.在代数攻击出现之后,如何构造出具有最优代数免疫度的平衡旋转对称布尔函数成为布尔函数相关研究中的一个热点问题.对于这个问题的研究,在任意奇数变元上已经有了丰富的成果,而在任意偶变元上构造此类函数一直以来都是一件具有挑战性的工作.2021年,Mesnager等人提出了一类构造方法成功解决了这个难题,但所构造函数的非线性度不高.本文在任意偶变元n上给出了一类新的旋转对称布尔函数构造方法,所构造的函数不仅具有最优代数免疫度和平衡性,同时其非线性度在变元个数n大于等于8时均高于现有的任意偶变元上的同类构造.除此之外,通过电脑程序得到了这类新函数在变元个数小于等于16时不仅具有良好的抵抗快速代数攻击的能力而且代数次数可达到最高值n−1或次高值n−2. 展开更多

关键词 旋转对称布尔函数 代数次数 代数免疫度 平衡性 非线性度

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偶变元MAI旋转对称布尔函数 被引量：5

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作者 董德帅 李超 +1 位作者 屈龙江 付绍静 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期85-89,共5页

代数免疫度是布尔函数的一个重要密码学指标。给出了具有最大代数免疫度的偶数元旋转对称布尔函数的两种构造方法。进一步地,研究了特殊情形时所构造的旋转对称布尔函数的非线性度,当n≥18时,构造3得到的MAI旋转对称布尔函数的非线性度... 代数免疫度是布尔函数的一个重要密码学指标。给出了具有最大代数免疫度的偶数元旋转对称布尔函数的两种构造方法。进一步地,研究了特殊情形时所构造的旋转对称布尔函数的非线性度,当n≥18时,构造3得到的MAI旋转对称布尔函数的非线性度优于已知构造的偶数元MAI旋转对称布尔函数的非线性度。 展开更多

关键词 布尔函数 旋转对称对布尔函数 代数免疫度 非线性度

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一类代数免疫度达到最优的布尔函数的构造 被引量：8

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作者 孟强 陈鲁生 符方伟 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期1758-1767,共10页

给出了一种具有最优代数免疫度的偶数元布尔函数的构造,同时还给出了一种具有最优代数免疫度的平衡旋转对称偶数元布尔函数的构造.在构造过程中用到了线性代数和组合计数中的有关结论,这些函数对代数攻击均有很强的抵抗能力.构造的平衡... 给出了一种具有最优代数免疫度的偶数元布尔函数的构造,同时还给出了一种具有最优代数免疫度的平衡旋转对称偶数元布尔函数的构造.在构造过程中用到了线性代数和组合计数中的有关结论,这些函数对代数攻击均有很强的抵抗能力.构造的平衡旋转对称布尔函数还可用在Hash算法的轮函数中,增加了算法的安全性. 展开更多

关键词 代数攻击 代数免疫度 非线性度 旋转对称 布尔函数

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关于旋转对称布尔函数线性结构的几点注记 被引量：8

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作者 高光普 刘文芬 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期2273-2276,共4页

该文研究了旋转对称布尔函数(RSBF)的线性结构特征,讨论了RSBF的代数次数与线性结构点之间的关系。证明了代数次数为n-1且平衡的偶数元RSBF不存在非全0的线性结构点这个公开问题。给出了自共轭轨道的计数公式,并以此计算了以全1向量为... 该文研究了旋转对称布尔函数(RSBF)的线性结构特征,讨论了RSBF的代数次数与线性结构点之间的关系。证明了代数次数为n-1且平衡的偶数元RSBF不存在非全0的线性结构点这个公开问题。给出了自共轭轨道的计数公式,并以此计算了以全1向量为其线性结构点的RSBF的个数。 展开更多

关键词 密码学 旋转对称布尔函数 线性结构 自共轭轨道

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对具有高代数免疫度布尔函数的新型代数攻击 被引量：4

5

作者 李雪莲 胡予濮 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期702-707,共6页

代数免疫度是衡量布尔函数抵抗代数攻击的重要性能指标,具有低代数免疫度的布尔函数是不能抵抗代数攻击的.利用分拆布尔函数的方法证明了如下结论:(1)对于对称布尔函数,即使它们具有高代数免疫度,如果使用不当仍然不能抵抗新型代数攻击;... 代数免疫度是衡量布尔函数抵抗代数攻击的重要性能指标,具有低代数免疫度的布尔函数是不能抵抗代数攻击的.利用分拆布尔函数的方法证明了如下结论:(1)对于对称布尔函数,即使它们具有高代数免疫度,如果使用不当仍然不能抵抗新型代数攻击;(2)对于由旋转对称函数和低次布尔函数的直和构成的布尔函数即便具有高代数免疫度,如果使用不当,也会受到新型代数攻击.提出的代数攻击需要一段连续的密钥流. 展开更多

关键词 流密码 代数免疫度 对称布尔函数 旋转对称布尔函数

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具有最优代数免疫度的偶数元旋转对称布尔函数的构造 被引量：5

6

作者 陈银冬 张亚楠 田威 《密码学报》 2014年第5期437-448,共12页

代数免疫度是布尔函数的一个具有重要意义的密码学指标,具有高代数免疫度的布尔函数能够更有效地抵抗代数攻击,旋转对称布尔函数因其良好的密码学性质而成为密码学函数的优良选择,这类布尔函数已被广泛应用在不同的密码系统本文在对代... 代数免疫度是布尔函数的一个具有重要意义的密码学指标,具有高代数免疫度的布尔函数能够更有效地抵抗代数攻击,旋转对称布尔函数因其良好的密码学性质而成为密码学函数的优良选择,这类布尔函数已被广泛应用在不同的密码系统本文在对代数免疫度最优的旋转对称布尔函数构造研究的基础上,给出了一种偶数元旋转对称布尔函数的构造.而且,证明了新构造的九元旋转对称布尔函数不但代数兔疫最优,而且比已知同类研究构造出的函数具有更高的非线性度,达到2^(n-1)—(n-1/n/2)+2~k-2k,其中n=2k.同时,本文也详细讨论研究了所构造的函数的代数次数。 展开更多

关键词 代数攻击 代数免疫度 旋转对称布尔函数 非线性度 代数次数

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关于旋转对称布尔函数性质之研究 被引量：2

7

作者 袁书宏 厉晓华 邹池佳 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期55-57,共3页

旋转对称函数为特殊布尔函数,本文阐述了旋转对称函数的定义,提出了旋转对称函数的性质,并给出了相应的证明,讨论了该函数在k图、bj图、谱系数图中的特点.

关键词 旋转对称函数 特殊布尔函数 K图 BJ图 rj图

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基于0-1编码谱技术检测旋转对称函数 被引量：3

8

作者 马汝星 陈偕雄 《浙江大学学报（理学版）》 CAS CSCD 2012年第6期648-650,共3页

分析了旋转对称函数的0-1编码Hadamard变换谱系数的特点,给出了变量数n为素数的旋转对称函数的必要条件,提出了基于0-1编码Hadamard变换检测旋转对称函数的方法,该方法具有可编程操作以及同时可检测其他特殊布尔函数等优点.

关键词 谱技术 0-1编码Hadamard变换 旋转对称函数 特殊布尔函数检测

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代数免疫度最优的偶数元旋转对称布尔函数的构造 被引量：1

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作者 陈银冬 向洪艳 张亚楠 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第2期444-447,472,共5页

针对目前许多流密码算法无法抵抗代数攻击问题,提出了一种构造代数免疫度最优的偶数元旋转对称布尔函数的新方法。该方法在择多函数的基础上,通过巧妙选择汉明重量不一的若干轨道,并改变这些轨道上的函数值,从而构造出一类新的旋转对称... 针对目前许多流密码算法无法抵抗代数攻击问题,提出了一种构造代数免疫度最优的偶数元旋转对称布尔函数的新方法。该方法在择多函数的基础上,通过巧妙选择汉明重量不一的若干轨道,并改变这些轨道上的函数值,从而构造出一类新的旋转对称布尔函数。给定布尔函数达到代数免疫度最优的一个充分条件,通过证明新构造的布尔函数满足该充分条件,从而表明该类函数代数免疫度最优,能够有效抵抗代数攻击。 展开更多

关键词 流密码 代数攻击 旋转对称布尔函数 代数免疫度 非线性度

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旋转对称布尔函数线性结构的2个公开问题 被引量：1

10

作者 赵亚群 李旭 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期171-174,共4页

证明了代数次数为n 1的偶变元平衡旋转对称布尔函数不存在非零线性结构这个公开问题,给出了代数次数为n 2的奇变元旋转对称布尔函数不存在非零线性结构这个公开问题成立的充分条件和不成立的必要条件。

关键词 布尔函数 旋转对称 线性结构 代数次数

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奇数元最优代数免疫布尔函数的构造与计数

11

作者 田亮 王卫锋 +1 位作者 王永忠 杜蛟 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第2期168-172,共5页

为了抵抗代数攻击,流密码中使用的布尔函数应该具有较高的代数免疫阶,首先提出了一种构造奇数元旋转对称的最优代数免疫(MAI)布尔函数的一般方法.基于已经得到的旋转对称布尔函数,通过替换其支撑集中一些点的方法构造了大量非旋转对称的... 为了抵抗代数攻击,流密码中使用的布尔函数应该具有较高的代数免疫阶,首先提出了一种构造奇数元旋转对称的最优代数免疫(MAI)布尔函数的一般方法.基于已经得到的旋转对称布尔函数,通过替换其支撑集中一些点的方法构造了大量非旋转对称的MAI函数,并且对某些构造给出了精确的计数. 展开更多

关键词 布尔函数 代数攻击 代数免疫性 旋转对称

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几类旋转对称布尔函数的密码学性质

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作者 孙光洪 武传坤 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期3165-3174,共10页

Sumanta Sarkar等人给出了一类具有最大代数免疫阶的旋转对称布尔函数,但对给出的旋转对称布尔函数仅研究了该函数的非线性度而对其他密码学性质未加以研究.因此,研究了上面给出的旋转对称布尔函数的其他密码学性质:代数次数、线性结构... Sumanta Sarkar等人给出了一类具有最大代数免疫阶的旋转对称布尔函数,但对给出的旋转对称布尔函数仅研究了该函数的非线性度而对其他密码学性质未加以研究.因此,研究了上面给出的旋转对称布尔函数的其他密码学性质:代数次数、线性结构、扩散性、相关免疫性等.研究结果显示,虽然这类布尔函数的代数免疫阶达到最大,但是其他的密码学性质并不好.因此,此类布尔函数并不能直接应用在密码系统中. 展开更多

关键词 布尔函数 对称布尔函数 旋转对称布尔函数 代数免疫阶 代数次数

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一种计算旋转对称布尔函数的汉明重量和非线性度的新方法

13

作者 张习勇 祁应红 +1 位作者 高光普 李玉娟 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期2691-2696,共6页

旋转对称布尔函数是一类重要的密码学函数,研究其重量和非线性度等密码学性质具有很好的理论价值。区别于已有的计算方法,该文利用特定的正规基把这些布尔函数的问题转化为有限域上的指数和问题,得到了4?n和2sn=时一些二次旋转对称布尔... 旋转对称布尔函数是一类重要的密码学函数,研究其重量和非线性度等密码学性质具有很好的理论价值。区别于已有的计算方法,该文利用特定的正规基把这些布尔函数的问题转化为有限域上的指数和问题,得到了4?n和2sn=时一些二次旋转对称布尔函数的重量和非线性度的新结果。使用所提的方法,可以计算几乎全部的二次旋转对称布尔函数的重量和非线性度。所提的新方法对于研究一般的旋转对称布尔函数具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 密码学 旋转对称布尔函数 非线性度 汉明重量 正规基

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两类具有特殊线性结构点的平衡旋转对称函数的计数 被引量：2

14

作者 耿旭旭 赵先鹤 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第3期1-4,共4页

基于对旋转对称轨道的计算,分别给出了当变元个数为pk和pq(其中p,q均为奇素数,k≤1)时,旋转对称函数类中两类具有特殊线性结构点的平衡函数的计数.

关键词 旋转对称布尔函数 平衡函数 计数 线性结构

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一类新的代数免疫度最优的奇变元旋转对称布尔函数的构造 被引量：1

15

作者 王勇 郑东 +2 位作者 赵庆兰 李路阳 师宇 《密码学报》 CSCD 2022年第4期644-662,共19页

布尔函数可以作为流密码和分组密码中的非线性部件,对密码系统的安全性有着重要的影响.旋转对称布尔函数是一类在输入进行循环移位下输出值保持不变的布尔函数.此类函数包含了很多具有良好密码学性质的布尔函数.如何构造具有最优代数免... 布尔函数可以作为流密码和分组密码中的非线性部件,对密码系统的安全性有着重要的影响.旋转对称布尔函数是一类在输入进行循环移位下输出值保持不变的布尔函数.此类函数包含了很多具有良好密码学性质的布尔函数.如何构造具有最优代数免疫度的奇变元旋转对称布尔函数是布尔函数研究中的一个被广泛关注的问题.针对此问题沈黎鹏和陈克非给出了一种构造方案,所构造的函数非线性度在变元个数n> 23时是同类构造中最高的,但是在n≤23时是不确定的.本文给出一种新的构造方案,所构造的函数具有较高的非线性度,在变元个数n≤23时非线性度是同类构造中最高的,并且在某些情况下其代数次数能达到最高值n-1.此外,在变元个数为11, 13, 15时,利用Simon Fischer的程序验证了新构造的布尔函数具有几乎最优的抵抗快速代数攻击的能力.本文的构造可以为对称密码算法(尤其是利用小变元布尔函数作为非线性部件的轻量级密码算法)的设计提供更多可选择的密码函数. 展开更多

关键词 旋转对称布尔函数 代数免疫度 非线性度 代数次数 代数攻击

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一类代数免疫度最优的奇数变元旋转对称布尔函数的构造 被引量：1

16

作者 沈黎鹏 陈克非 《密码学报》 CSCD 2019年第4期526-540,共15页

密码函数包含布尔函数与向量布尔函数两大类,其密码学性质关系到整个密码系统的安全性.旋转对称布尔函数是一类输出值在输入的循环移位下保持不变的布尔函数,具有结构简单、资源利用率高、运算速度快等优点,在分组密码S盒和Hash函数的... 密码函数包含布尔函数与向量布尔函数两大类,其密码学性质关系到整个密码系统的安全性.旋转对称布尔函数是一类输出值在输入的循环移位下保持不变的布尔函数,具有结构简单、资源利用率高、运算速度快等优点,在分组密码S盒和Hash函数的设计中有着广泛应用.本文基于正整数拆分理论,构造了一类奇变元的旋转对称布尔函数.新构造的n元布尔函数不但代数免疫度达到了最优,而且在n≥25时的非线性度是目前同类构造中最高的.此外,还证明了此类函数具有最优的代数次数,如果n≠2^m+1,m≥3.研究结果表明,构造的布尔函数具有优良的密码学性质,这对构造理论的创新和实际布尔函数的选择有着重要的意义. 展开更多

关键词 代数免疫度 旋转对称布尔函数 非线性度 代数次数

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多输出弹性k-旋转对称布尔函数的存在性与构造 被引量：1

17

作者 田晔晨 孙玉娟 李路阳 《密码学报》 CSCD 2021年第1期96-109,共14页

多输出布尔函数可由多个单输出布尔函数表示,在分组密码中有着广泛的应用.多输出k-旋转对称布尔函数(k-RSBF)是多输出旋转对称布尔函数(RSBF)的扩展.本文首先研究多输出旋转对称函数和多输出k-旋转对称函数的轨道分布情况,给出了计算两... 多输出布尔函数可由多个单输出布尔函数表示,在分组密码中有着广泛的应用.多输出k-旋转对称布尔函数(k-RSBF)是多输出旋转对称布尔函数(RSBF)的扩展.本文首先研究多输出旋转对称函数和多输出k-旋转对称函数的轨道分布情况,给出了计算两类函数中长度相同轨道个数的方法.其次研究了平衡多输出k-旋转对称布尔函数的存在性,给出了在选择合适的k的前提下,n=pr、n=2pr和n=2r时,平衡(n,m)k-RSBF的构造方法.之后研究弹性多输出k-旋转对称布尔函数的存在性,分别给出了r≥3,n=2r,2≤m≤2r-r,k=2时1阶弹性(n,m)k-RSBF的构造方法,以及p为奇素数,r≥2,n=pr,2≤m≤p-1,k=p时1阶弹性(n,m)k-RSBF的构造方法.最后我们还对两种方法得到的1阶弹性多输出k-旋转对称布尔函数进行仿真测试. 展开更多

关键词 流密码 多输出布尔函数 k-旋转对称 轨道矩阵 弹性

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一种密码函数存在性证明的新方法

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作者 尤启迪 张习勇 +2 位作者 周旋 吴兆阳 袁野 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期717-724,共8页

密码函数在密码学中具有重要的研究价值.从组合的角度,给出了一种密码函数不存在性证明的新方法,并且得到了一些新结果,部分结果优于已有结论,这些结果可以部分证明不存在次数大于2的齐次旋转对称bent函数这一公开猜想.同时,利用多项式... 密码函数在密码学中具有重要的研究价值.从组合的角度,给出了一种密码函数不存在性证明的新方法,并且得到了一些新结果,部分结果优于已有结论,这些结果可以部分证明不存在次数大于2的齐次旋转对称bent函数这一公开猜想.同时,利用多项式的最大公因子算法刻画了2次齐次旋转对称bent函数.该方法也可以用于刻画其他形式的bent函数的存在性. 展开更多

关键词 旋转对称布尔函数 BENT函数 傅里叶变换

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