[发明专利]一种布尔函数的构造方法以及使用该函数的密码部件

说明书

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，尤其涉及一种布尔函数的构造方法以及使用该函数的密码部件。

背景技术

当今随着信息化程度的提高，信息交流越来越多，要保证信息的安全，就离不开对信息的加密。加解密算法的安全强度在通信系统中有着异乎寻常的重要地位，只有密码性能良好的密码算法才能抵抗已知的一些攻击，例如相关攻击、线性攻击、代数攻击等等。

现在使用的密码算法其安全性体现在一些密码部件的安全性上，例如LILI-128是澳大利亚Quensland大学E.Dwason、J.Golic和W.Millan提交给欧洲NESSIE计划的备选加密方案之一，其使用的6次非线性组合函数的代数免疫阶仅为4，使得使用代数攻击恢复内部状态的密钥量仅为894/14≈174401.86,]]>很容易就恢复出密钥。另外一个例子是日本学者提交给欧洲NESSIE计划的备选算法Toyocrypt，其算法的128级滤波生成器中用到了128变元的滤波函数，该函数中具有4次项、17次项、63次项等，但是将这些次项中的共同的因子取反后与该函数相乘，便可将这些次项全部消去，所以可以建立该函数的两个线性无关的三次零化子，很容易通过代数攻击方法恢复出密钥。

为了增强密码算法整体的安全性，所使用的非线性密码部件同样应当具有高的安全性，根据非线性密码函数在算法攻击中的作用，现阶段国内外学者主要是集中在三类非线性密码函数部件构造方面：

1)Bent函数(又叫最优非线性度函数)的构造

主要包含(1)基本(直接)构造(Primary constructions)：包含McFarland提出的Maiorana-McFarland(M-M)构造法、Dillon提出的PS(Partial Spreads)类构造、Leander提出的幂函数(Powerfunctions)构造等。(2)二次构造：包含Dillon和Rothaus提出的直和(Direct sum)构造、Rothaus提出的Rothaus构造、Carlet提出的M-M类推广构造法等。(3)Canteaut提出的Bent函数分解构造法。

2)弹性函数的构造

主要包含(1)基本(直接)构造(Primary constructions)：包含Camion等提出的扩展M-M构造、Carlet提出的M-M类推广的构造、Dobbertin提出的Dobbertin构造等、张卫国提出的基于谱值不相交技术的大偶数变元上构造等。(2)间接构造：包含Siegenthaler提出的直和函数构造、Tarannikov提出的基本构造、Carlet提出的间接构造和变元不增的构造法等。

3)代数免疫最优布尔函数的构造

主要包含(1)基于有限域的构造：典型代表包含Carlet和冯克勤教授提出的利用本原元构造具有最优代数免疫阶的布尔函数、王启春等提出利用本原多项式构造具有最优代数免疫阶的高非线性度平衡布尔函数。(2)基于Tu-Deng猜想，涂自然和邓映蒲首次构造了一类具有最优代数免疫阶的Bent函数。(3)基于递归的构造：Dalai提出的级联构造等。

随着研究的深入，不仅要求构造出的密码函数满足一种性质，而且需要满足许多种性质，这样就导致了各种密码学指标在某种构造中的折中，在这些密码学性质中，起到关键作用的是1995年澳大利亚学者Zhang Xianmo和Zheng Yuliang提出的全局雪崩准则(GAC)。

现有的密码函数多集中在满足一种或者两种主要的密码学性质上，但是对实用算法的攻击有多种方式，这些方法构造出的密码函数不能抵抗多种攻击，因此构造出满足多种密码学性质的密码函数是密码算法部件研究的重要问题。

发明内容

针对现有技术中没有一种函数构造方法构造出的函数能够满足多种密码学性质，本发明公开了一种布尔函数的构造方法。