[發(fā)明專利]一種布爾函數(shù)的構(gòu)造方法以及使用該函數(shù)的密碼部件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410687205.1
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104486066A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周宇;趙偉;王林;曹云飛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第三十研究所
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 楊永梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信息安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種布爾函數(shù)的構(gòu)造方法以及使用該函數(shù)的密碼部件。

背景技術(shù)

當(dāng)今隨著信息化程度的提高，信息交流越來越多，要保證信息的安全，就離不開對信息的加密。加解密算法的安全強(qiáng)度在通信系統(tǒng)中有著異乎尋常的重要地位，只有密碼性能良好的密碼算法才能抵抗已知的一些攻擊，例如相關(guān)攻擊、線性攻擊、代數(shù)攻擊等等。

現(xiàn)在使用的密碼算法其安全性體現(xiàn)在一些密碼部件的安全性上，例如LILI-128是澳大利亞Quensland大學(xué)E.Dwason、J.Golic和W.Millan提交給歐洲NESSIE計(jì)劃的備選加密方案之一，其使用的6次非線性組合函數(shù)的代數(shù)免疫階僅為4，使得使用代數(shù)攻擊恢復(fù)內(nèi)部狀態(tài)的密鑰量僅為894/14≈174401.86,]]>很容易就恢復(fù)出密鑰。另外一個例子是日本學(xué)者提交給歐洲NESSIE計(jì)劃的備選算法Toyocrypt，其算法的128級濾波生成器中用到了128變元的濾波函數(shù)，該函數(shù)中具有4次項(xiàng)、17次項(xiàng)、63次項(xiàng)等，但是將這些次項(xiàng)中的共同的因子取反后與該函數(shù)相乘，便可將這些次項(xiàng)全部消去，所以可以建立該函數(shù)的兩個線性無關(guān)的三次零化子，很容易通過代數(shù)攻擊方法恢復(fù)出密鑰。

為了增強(qiáng)密碼算法整體的安全性，所使用的非線性密碼部件同樣應(yīng)當(dāng)具有高的安全性，根據(jù)非線性密碼函數(shù)在算法攻擊中的作用，現(xiàn)階段國內(nèi)外學(xué)者主要是集中在三類非線性密碼函數(shù)部件構(gòu)造方面：

1)Bent函數(shù)(又叫最優(yōu)非線性度函數(shù))的構(gòu)造

主要包含(1)基本(直接)構(gòu)造(Primary?constructions)：包含McFarland提出的Maiorana-McFarland(M-M)構(gòu)造法、Dillon提出的PS(Partial?Spreads)類構(gòu)造、Leander提出的冪函數(shù)(Powerfunctions)構(gòu)造等。(2)二次構(gòu)造：包含Dillon和Rothaus提出的直和(Direct?sum)構(gòu)造、Rothaus提出的Rothaus構(gòu)造、Carlet提出的M-M類推廣構(gòu)造法等。(3)Canteaut提出的Bent函數(shù)分解構(gòu)造法。

2)彈性函數(shù)的構(gòu)造

主要包含(1)基本(直接)構(gòu)造(Primary?constructions)：包含Camion等提出的擴(kuò)展M-M構(gòu)造、Carlet提出的M-M類推廣的構(gòu)造、Dobbertin提出的Dobbertin構(gòu)造等、張衛(wèi)國提出的基于譜值不相交技術(shù)的大偶數(shù)變元上構(gòu)造等。(2)間接構(gòu)造：包含Siegenthaler提出的直和函數(shù)構(gòu)造、Tarannikov提出的基本構(gòu)造、Carlet提出的間接構(gòu)造和變元不增的構(gòu)造法等。

3)代數(shù)免疫最優(yōu)布爾函數(shù)的構(gòu)造

主要包含(1)基于有限域的構(gòu)造：典型代表包含Carlet和馮克勤教授提出的利用本原元構(gòu)造具有最優(yōu)代數(shù)免疫階的布爾函數(shù)、王啟春等提出利用本原多項(xiàng)式構(gòu)造具有最優(yōu)代數(shù)免疫階的高非線性度平衡布爾函數(shù)。(2)基于Tu-Deng猜想，涂自然和鄧映蒲首次構(gòu)造了一類具有最優(yōu)代數(shù)免疫階的Bent函數(shù)。(3)基于遞歸的構(gòu)造：Dalai提出的級聯(lián)構(gòu)造等。

隨著研究的深入，不僅要求構(gòu)造出的密碼函數(shù)滿足一種性質(zhì)，而且需要滿足許多種性質(zhì)，這樣就導(dǎo)致了各種密碼學(xué)指標(biāo)在某種構(gòu)造中的折中，在這些密碼學(xué)性質(zhì)中，起到關(guān)鍵作用的是1995年澳大利亞學(xué)者Zhang?Xianmo和Zheng?Yuliang提出的全局雪崩準(zhǔn)則(GAC)。

現(xiàn)有的密碼函數(shù)多集中在滿足一種或者兩種主要的密碼學(xué)性質(zhì)上，但是對實(shí)用算法的攻擊有多種方式，這些方法構(gòu)造出的密碼函數(shù)不能抵抗多種攻擊，因此構(gòu)造出滿足多種密碼學(xué)性質(zhì)的密碼函數(shù)是密碼算法部件研究的重要問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中沒有一種函數(shù)構(gòu)造方法構(gòu)造出的函數(shù)能夠滿足多種密碼學(xué)性質(zhì)，本發(fā)明公開了一種布爾函數(shù)的構(gòu)造方法。