【摘 要】
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基于混沌的双模块Feistel结构高安全性高速分组密码算法是中国密码学会举行的全国密码算法设计竞赛的29个分组密码算法之一.CFE分组密码算法采用Feistel结构,明文分组支持128比特和256比特两种模式,加密轮数共为5轮.算法使用的密钥K是由时空混沌系统所生成的一个长度为8的向量,其输入有5种模式可选择.算法的设计特点是使用混沌序列生成子密钥和非线性部件S盒,并且利用明文参与非线性部件的选择
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基于混沌的双模块Feistel结构高安全性高速分组密码算法是中国密码学会举行的全国密码算法设计竞赛的29个分组密码算法之一.CFE分组密码算法采用Feistel结构,明文分组支持128比特和256比特两种模式,加密轮数共为5轮.算法使用的密钥K是由时空混沌系统所生成的一个长度为8的向量,其输入有5种模式可选择.算法的设计特点是使用混沌序列生成子密钥和非线性部件S盒,并且利用明文参与非线性部件的选择,使得分析者进行密码攻击时,不能将编码环节作为已知因素,构造基于已知S盒的差分和线性分析.又因为算法的S盒受1 比特轮输入因素控制,动态可变,使得攻击者不能基于传统的固定编码环节分析方法进行密码攻击.线性变换结合正向扩散和逆向扩散实现信息扩散.而该算法的创新性是密钥扩展方案采用初始密钥利用混沌迭代算法生成的混沌序列作为轮密钥,对明文每个分组加密时,根据每轮的明文选取S盒.本文针对CFE分组密码算法进行分析得到以下主要结论.密码部件分析方面,包括S盒、P置换、轮函数以及密钥扩展算法.针对一固定的S盒,发现其满足双射性和严格雪崩准则,并且算出了该S盒的差分分布表,以此得出了差分均匀度以及最大差分特征概率.密码算法安全方面,由于算法的动态S盒的结构特点,不适合使用滑动攻击、积分攻击、立方攻击、代数攻击、插值攻击和循环移位攻击分析其安全性;可以抵抗线性攻击、差分攻击、差分-线性攻击、不变子空间攻击中间相遇攻击.且有以下主要结论（1）该算法总共有5轮迭代,可以构造出密码算法概率为1的5轮不可能差分特征链.并且利用不可能差分特征进行了区分攻击.（2）给出了该算法的5轮活性差分S盒的个数,概率约为2-21.（3）算法存在4轮飞去来器攻击.（4）算法存在5轮零相关线性特征.
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