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1、对称密码学及其应用对称密码学及其应用1分组密码的统计测试原理与攻击方法分组密码的统计测试原理与攻击方法n分组密码的统计测试原理分组密码的统计测试原理n分组密码的典型攻击方法分组密码的典型攻击方法对称密码学及其应用对称密码学及其应用25.1 分组密码的统计测试原理分组密码的统计测试原理 n数据变换的有效性测试原理 n算法对明文的扩散性测试原理 n密钥更换的有效性检测原理 对称密码学及其应用对称密码学及其应用3数据变换的有效性测试原理n包括两方面的测试，即随机性测试和明密文独立性测试 n随机性测试n对用户给定的由若干密文分组组成的样本数据文件进行测试n频数检验频数检验n跟随性检验跟随性检验 对称密
2、码学及其应用对称密码学及其应用4数据变换的有效性测试原理n明密文独立性测试明密文独立性测试n主要是测试密文是否有不依赖于明文统计特主要是测试密文是否有不依赖于明文统计特性的性质。性的性质。n如果明文具有某种明显的统计特性，算法具如果明文具有某种明显的统计特性，算法具有较好的明密文独立性，则明文与其对应的有较好的明密文独立性，则明文与其对应的密文的距离应是随机的；密文的距离应是随机的；n如果明文是随机的，则明文与其对应的密文如果明文是随机的，则明文与其对应的密文的距离也应是随机的。的距离也应是随机的。对称密码学及其应用对称密码学及其应用5算法对明文的扩散性测试原理算法对明文的扩散性测试原理 n从
3、数据变换的有效性考虑，一个分组密从数据变换的有效性考虑，一个分组密码算法对明文的变化应是敏感的，即明码算法对明文的变化应是敏感的，即明文的雪崩现象。根据分组密码测度中的文的雪崩现象。根据分组密码测度中的严格雪崩准则，改变明文分组的任一比严格雪崩准则，改变明文分组的任一比特，应导致密文分组中大约一半比特的特，应导致密文分组中大约一半比特的变化。变化。对称密码学及其应用对称密码学及其应用6密钥更换的有效性检测原理密钥更换的有效性检测原理 n从密钥更换的有效性考虑，一个分组密从密钥更换的有效性考虑，一个分组密码算法对密钥的变化应是敏感的，即密码算法对密钥的变化应是敏感的，即密钥的雪崩现象。根据分组密
4、码测度中的钥的雪崩现象。根据分组密码测度中的严格雪崩准则，改变密钥中任一比特，严格雪崩准则，改变密钥中任一比特，应导致密文分组中大约一半比特的变化。应导致密文分组中大约一半比特的变化。对称密码学及其应用对称密码学及其应用7典型攻击方法典型攻击方法 n强力攻击强力攻击 n差分密码分析差分密码分析 n线性密码分析线性密码分析n密钥相关攻击密钥相关攻击 n其他攻击其他攻击 对称密码学及其应用对称密码学及其应用8强力攻击强力攻击n穷尽密钥搜索攻击穷尽密钥搜索攻击 n字典攻击字典攻击 n查表攻击查表攻击 n时间时间-存储权衡攻击存储权衡攻击 对称密码学及其应用对称密码学及其应用9差分密码分析差分密码分析
5、 n于于1991年由年由Eli Biham和和Adi Shamir公布。公布。n是是迄迄今今已已知知的的攻攻击击迭迭代代密密码码（所所谓谓迭迭代代密密码码就就是是以以迭迭代代一一个个简简单单的的轮轮函函数数为为基基础础的的密密码码，即即通通过过选选择择某某个个较较简简单单的的密密码码变变换换，在在密密钥钥控控制制下下以以选选代代方方式式多多次次利利用用它它进进行行加加密密变变换换）最最有有效的方法之一效的方法之一n基基本本思思想想是是：通通过过分分析析明明文文对对的的差差值值对对密密文文对对的差值的影响来恢复某些密钥比特。的差值的影响来恢复某些密钥比特。对称密码学及其应用对称密码学及其应用10
6、线性密码分析 n线性密码分析方法本质上是一种已知明文攻击方法，最早由Matsui在1993年提出。n这种方法可用221个已知明文破译8轮DES，可用247个已知明文破译16轮DES。这种方法在某些情况下，可用于唯密文攻击。n线性密码分析的基本思想是通过寻找一个给定密码算法的有效的线性近似表达式来破译密码系统。对称密码学及其应用对称密码学及其应用11密钥相关攻击 n相关密钥攻击反映了密钥扩展算法对分组密码的安全性的影响。n概念：概念：相关密钥n在相关密钥攻击中，需要的数据是两个且有某种关系的相关密钥和几个明密文对，攻击者仅知道两个密钥之间的关系，并不知道密钥本身。对称密码学及其应用对称密码学及其应用12其他攻击其他攻击 n能量分析能量分析 n错误攻击错误攻击n时间攻击时间攻击nDavies攻击攻击 对称密码学及其应用对称密码学及其应用13谢谢 谢！谢！http:/