S-盒的Lyapunov指数研究

在密码算法的设计中,S-盒有着信息混淆的重要功能.传统的S-盒的密码学指标一般包括线性偏差、差分特征、代数免疫度、不动点个数、雪崩效应等.2006年,Kocarev给出了有限集合上的离散混沌理论.本文借鉴该理论,在汉明距离的基础上给出了S-盒的Lyapunov指数的定义,利用该定义计算了几个密码算法中的S-盒的Lyapunov指数值,并进行了比较.证明了在欧氏距离上定义的Lvapunov指数最大的映射,按本文提出的S-盒的Lyapunov指数的定义其Lyapunov指数为0;讨论了S-盒的Lyapunov指数与S-盒的雪崩效应之间的关系,该关系实际上是混沌理论中的蝴蝶效应与密码学中的雪崩效应之间的关系.本文提出的S-盒的Lyapunov指数的定义可视为对传统的S-盒的密码学指标的补充.     

RC4密钥扩展算法的不动点数分析

利用一类双随机矩阵刻画了RC4的S表初始值S₀的状态转移概率, 给出了此类双随机 矩阵的计算公式, 在此基础上, 进一步算出RC4的密钥扩展算法的不动点数的数学期望,并给出RC4的一个统计弱点. 由此看出, RC4的密钥扩展算法的设计是不够完善的.