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与Walsh-Hadamard变换相关的新变换:理论、方法及密码学应用
结题报告
批准号:
61772292
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
陈智雄
依托单位:
学科分类:
F0206.信息安全
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
Andrew Klapper、柯品惠、吴晨煌、林志兴、陈梅香、Ting Gu、李娜、李慧凤、江月琴
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中文摘要
Walsh-Hadamard变换是研究密码函数一个关键的理论工具,但它仅能考量一个函数与线性函数的相关性,导致这类函数在应用中可能存在潜在的攻击。本项目拟研究一种与Walsh-Hadamard变换相关的新变换,即q-变换,它考量的是一个函数与另一函数(包括线性与非线性)的相关性。项目主要研究:一是完善q-变换的数学理论。涉及q-变换的计算问题、q-变换的数学期望及其它的数学问题,为其应用奠定理论基础。二是系统探索q-变换的密码学应用。讨论基于q-变换所定义的密码学新指标,如q-bent函数、q-nearly bent函数、q-相关免疫函数、 q-弹性函数等新概念。在相关安全密码算法的设计中,q-变换的应用将有助于选择具有更高密码强度的密码函数,以更有效地抵御密码攻击,因此在理论研究和实际应用上都具有积极的意义。希望通过项目的研究,初步建立关于q-变换理论及其密码学应用的新体系。
英文摘要
Walsh-Hadamard transform is a key tool for studying cryptographic functions. However, it only measures the correlation between a function and a linear function, which leads to a possible attack on such functions and hence have certain restrictions in applications. The project will study a new form of Walsh-Hadamard transform, namely q-transform. The q-transform measures the correlation between a function and another (linear or nonlinear) function. So it generalizes the Walsh-Hadamard transform that only measures the correlation between a function and linear functions. There are two main research topics in the project. One topic is to improve the mathematical theory of q-transform, which includes the computation, the mathematical expectation of q-transform and other mathematical problems. The other is to investigate cryptographic applications of q-transform systematically. We will discuss new cryptographic measures based on q-transform, such as q-bent functions, q-nearly bent functions, q-correlation immune functions and q-resilient functions. The applications of q-transform is very useful for designing secure cryptographic algorithms and resisting attacks. It has positive significance to enhance cryptographic primitives. We hope that the research can build a new system of the theory of q-transform and its Cryptographic Applications.
Walsh-Hadamard变换(离散傅立叶变换)是研究密码本原的一个重要的理论工具。本项目围绕Walsh-Hadamard变换,结合A. Klapper提出的q-变换,在布尔函数的设计分析、伪随机序列的设计与分析取得阶段性成果,主要有两个方面:..一是初步建立q-变换在密码学上的应用。深入讨论以q-变换定义的相关布尔函数特性,涉及q-bent函数、q-nearly bent函数、q-相关免疫函数等。(1)我们假设存在q-bent函数的前提下,证明了q-bent函数的自相关取值是三值的,并借助偏差集理论,解决了A.Klapper提出的公开问题:q-bent函数是不存在的;(2)我们证明了q-nearly bent函数的存在性及特性;(3)我们引进了q-相关免疫函数相关概念,并刻画了它的等价特性;(4)我们借助布尔函数的自相关的计算原理,给出了q-变换的计算算法,把q-变换与离散傅立叶变换关联起来。总体上,进一步完善了q-变换在密码学上的应用。q-变换对衡量一个函数的非线性逼近、研究高阶非线性度等问题更有优势。因此,它可以为密码函数的深入研究提供一个新思路,对提高密码本原(体制)的强度有积极的意义。..二是以离散傅立叶变换基本工具,深入研究伪随机序列的迹表示、线性复杂度、k-错线性复杂度等特性,涉及 Legendre序列、Ding-Helleseth-Lam序列、基于RSA模数的广义割圆序列、有限域上二次特征序列、费马-欧拉商序列等。(1)我们讨论了Legendre序列、Ding-Helleseth-Lam序列、基于RSA模数的广义割圆序列的迹表示;(2)我们讨论了费马-欧拉商序列的线性复杂度及其稳定性;(3)我们讨论了两类周期为p^2与2p^2的序列的稳定性;(4)我们讨论了几类离散对数序列的稳定性。研究成果进一步完善了序列密码理论,为序列的应用提供必要的理论支撑。. .本项目的研究,拓展了布尔函数的安全性分析,拓展了伪随机序列的研究与应用,在理论上有积极、重要的意义,也进一步完善了对称密码学的相关理论。项目成果在许多权威刊物发表,如IEEE Trans. Inform. Theory、SCIENCE CHINA Inform. Sci.、Designs, Codes and Cryptography等, 并得到国内外同行的认可及引用。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2021-03
期刊:密码学报
影响因子:--
作者:柯品惠;卢栎羽;陈智雄
通讯作者:陈智雄
On q-nearly bent Boolean functions
关于 q-近弯曲布尔函数
DOI:10.1016/j.dam.2020.01.018
发表时间:2019-05
期刊:Discrete Applied Mathematics
影响因子:1.1
作者:Chen Zhixiong;Klapper Andrew
通讯作者:Klapper Andrew
DOI:--
发表时间:2018
期刊:莆田学院学报
影响因子:--
作者:吴晨煌
通讯作者:吴晨煌
DOI:10.1049/cje.2021.08.003
发表时间:2021-11
期刊:Chinese Journal of Electronics
影响因子:1.2
作者:Yan Zhiyao;Ke Pinhui;C. Zhixiong
通讯作者:Yan Zhiyao;Ke Pinhui;C. Zhixiong
On the nonexistence of q-bent Boolean functions
关于 q-bent 布尔函数的不存在性
DOI:10.1109/tit.2017.2758788
发表时间:2018
期刊:IEEE Transactions on Information Theory
影响因子:2.5
作者:Klapper Andrew;Chen Zhixiong
通讯作者:Chen Zhixiong
自动机序列的密码安全性分析
  • 批准号:
    62372256
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    陈智雄
  • 依托单位:
傅里叶变换及其在序列密码设计中的应用
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
  • 资助金额:
    11.8万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    陈智雄
  • 依托单位:
基于数论函数的新型伪随机数生成器的设计与分析
  • 批准号:
    61373140
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    75.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    陈智雄
  • 依托单位:
国内基金
海外基金