密码学的研究与发展综述
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近 年 来 ， 国取 得 了一 批 国 际领 先 的 科 研 我 成 果 ，尤 其 是 王 小 云 教 授 领 导 的 团 队 在 Ｈａ ｈ函 数 的 安 全 性 分 析 方 面 做 出 了 创新 ｓ
美国国家标准技术研究所 （ Ｓ 在 ＮＩＴ）
１９ 年 １ 月２ 日正式 宣 布 了 ＮＩＴ 计 划 ， ９７ Ｓ 该 计 划 公开 征 集 和 评 估 新 的 候 选 标 准 ，新
碰 撞 攻 击 和 原 像 攻 击 Ｉ。
２ 分组密 码
分组密码是 将明文消息编码表示后的
方 面 ，密码编 码与 密码破 译这 对孪 生 兄
弟 始终随 影相 行 ，正是 由于 这种 对立 统 关 系 ，才推 动 了密码 学 自身的发展 Ｉ。 １
一
数字 （ 简称 明文数字 ）序列 ，划分 成长 度为 ｎ的组 （ 可看成长 度 为 ｎ的矢量 ） ，
讨论 ，不断推 出新的分组密码 ，如 Ｉ Ａ ＤＥ 算法 、Ｓ Ｅ ＡＦ Ｒ系列算法 、ＲＣ系列算法 、 ｓ ｉｊｃ ｋ ｐａ ｋ算法 、Ｒ ｊｄ ｅ 算法、Ｆ ＡＬ 系 ｉ ａｌ ｎ Ｅ
列算法 、ＲＥＤＯＣ系列算 法等等Ｉ 。 在分组 密码设计发展的 同时 ， 分组密 码分 析也得到 了空 前的 发展 。已有很多分 组 密 码 分 析 技 术 ，如 强 力攻 击 、差 分 密 码
主要可分为 以下 ３ 类 ： １ （）基于某些数学 难 题 如 整 数 分 解 、离 散 对 数 问题 的 Ｈａ ｈ ｓ 函数设计 ； ２ （ ）基于某些对称密码体制 如 ＤＥ Ｓ等 的 Ｈａｈ 函数 设 计 ； ３ 不 基 于 任 ｓ （）
献 ，其中对 ＮＥ ＳＥ工程 的候选密码算法 ＳＩ ＮＵＳ Ｈ的分析结果直接导致其在遴选 中被
１ Ｈ ｓ 算法 ａｈ
Ｈａｈ算 法 （ ｓ 又称 杂凑函数 ）在现代 密 码 学 中起 着重 要 的 作 用 ，主 要 用 于 对 数
据完整性和消息认证 。哈希算法的基本思 想是对数据进行运算得到一个摘要 ，运算
ຫໍສະໝຸດ Baidu换 足够 复杂 。早期 的设 计研 究基本 上是 围绕 ＤＥＳ进 行 ，随着人 们的 深入研究和
每组分别在密钥的控制 下变换成等长的输 出数字 （ 简称 密 文 数 字 ）序 列 。 分组密码的设计与分析是两个既相互 对立 又相互 依存 的研究 方 向 ，正 是 由于 这 种 对 立促 进 了分组 密 码 的飞 速 发展 。
密码理 论 与技 术分 为两 大类 ，一 类 是 基于数 学的 密码 理论与 技术 ，内容 涵 盖 了 Ｈａ ｈ算法 、分组密码 、序列密码 、 ｓ 公钥密码 、ＰＫＩ等。 另一 类是非 数学的 密码 理论 与技 术 ，包括信 息隐 藏 、量子 密码等 。 本文主 要介 绍 了这 些理 论和 技
●一
≤ 蠢 茹 ≥
２ ６ ０ ７８ ０
≥
Ｄ 【１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ － ９ ２２ １ ．４ ０９ ｏ ０ ３６ ／ ． ｓ．０ １ ８７ ．０ ０ ２ ．０ ｓ
密码学的研 究与发展综述
杜明泽 曲阜师范大学计算机科学学院
的特性 ，试 图证 明其安 全性 ；与此 同时 另一部分人则 同样 对密码算法进行 分析 ， 但 是以破 译 为 目的 。 作为 密码 学的两 个
目前 国 际 上 已提 出 了许 多 Ｈａｈ函数 ｓ
题越来越 引起人们的重视。网络安 全从 其 本质上来讲就是网络上的信息安全 ，有效 地对信 息安全保密是提高网络安全性的重
要途径。
析 、定时攻击 等等 。 近年 来 ，我 国在 分组 密码领 域取得
了 重 要 的 研 究 成 果 。 吴 文 玲 研 究 员领 导 的 团 队 在分 组 密 码 分 析 方 面做 出 了突 出贡
利 用 网络 非 法 侵 入他 人的 计 算 机 系 统 窃取 机 密 信 息 、篡 改 和 破 坏 数 据 ，网络 安 全 问
攻 击杂凑函数主要有两种方法：一是 穷举攻击 ，它可以 用于任何 类型 的杂凑 函 数的攻击 ， 最典型就是 “ 日攻击” 生 采用 生 日攻击的攻 击者 将产生许 多明文消息 ， 然后计算这些 明文消息的指纹 进行比较 。 二 是利 用 杂 凑 函 数 的 代 数 结 构 ， 击 其 函 攻 数 的弱性 质。通常的有中间相遇攻击 、修 正 分 组 攻 击 和 差 分 分 析 攻 击等 。
的 设 计 方 案 。这 些 Ｈａｈ函数 的 构 造 方 法 ｓ
密码 是 按 特 定 法 则编 成 ， 于 通 信 双 用 方 的 信 息进 行 明 密变 换 的 符号 。研 究 密 码 的 学 科 就称 之 为 密码 学 。密 码 主 要 用 于 保 护传输 和存 储的信息 ・除此之外 ，密码还
分析 、线 性 密 码 分 析 、插 值 攻 击 、能 量 分
过程满足压缩性 、 容易计算 、 抗修改性 、 弱
抗碰撞 、强抗 碰撞五个特 性 Ｉ 。
引言
随着计算机 和网络技术的飞速 发展 ， 网络 给人们生活 、工作带来便捷 的同时 ， 也增加 了信息的不安全性 。一些不法分 子
术的研 究现状 和发 展趋 势 。
分组 密 码算 法 实 际上 就 是 密钥 控 制下 ， 通过 某 个置换 实现 对 明文分组 的加 密变
换 。为 了保证 密码 算法 的安 全强 度 ，对 密码 算 法的要 求 如下 ：一是 分组 长度足
够 大 ； 二 是 密钥 量 足 够 大 ； 三 是 密 码 变
淘 汰 ｌ对 ＡＥ 、 Ｃａ ｌｉ 、Ｓ ４等 密 Ｓ ｍｅｌａ ＭＳ
码 算 法做 出 了全 方位 多 角度的分 析 ，攻 击轮 数屡次 刷新 世界纪 录 。
用于保证信息的完整性 、真实性 、可控性 和不 可 否认 性 。
密码 是 信 息 安全 技 术 的核 心 基 础 ，
何假设和密码体制直接构造的Ｈａｈ函数 。 ｓ
美国国家标准技术研究所 （ Ｓ 在 ＮＩＴ）
１９ 年 １ 月２ 日正式 宣 布 了 ＮＩＴ 计 划 ， ９７ Ｓ 该 计 划 公开 征 集 和 评 估 新 的 候 选 标 准 ，新
碰 撞 攻 击 和 原 像 攻 击 Ｉ。
２ 分组密 码
分组密码是 将明文消息编码表示后的
方 面 ，密码编 码与 密码破 译这 对孪 生 兄
弟 始终随 影相 行 ，正是 由于 这种 对立 统 关 系 ，才推 动 了密码 学 自身的发展 Ｉ。 １
一
数字 （ 简称 明文数字 ）序列 ，划分 成长 度为 ｎ的组 （ 可看成长 度 为 ｎ的矢量 ） ，
讨论 ，不断推 出新的分组密码 ，如 Ｉ Ａ ＤＥ 算法 、Ｓ Ｅ ＡＦ Ｒ系列算法 、ＲＣ系列算法 、 ｓ ｉｊｃ ｋ ｐａ ｋ算法 、Ｒ ｊｄ ｅ 算法、Ｆ ＡＬ 系 ｉ ａｌ ｎ Ｅ
列算法 、ＲＥＤＯＣ系列算 法等等Ｉ 。 在分组 密码设计发展的 同时 ， 分组密 码分 析也得到 了空 前的 发展 。已有很多分 组 密 码 分 析 技 术 ，如 强 力攻 击 、差 分 密 码
主要可分为 以下 ３ 类 ： １ （）基于某些数学 难 题 如 整 数 分 解 、离 散 对 数 问题 的 Ｈａ ｈ ｓ 函数设计 ； ２ （ ）基于某些对称密码体制 如 ＤＥ Ｓ等 的 Ｈａｈ 函数 设 计 ； ３ 不 基 于 任 ｓ （）
献 ，其中对 ＮＥ ＳＥ工程 的候选密码算法 ＳＩ ＮＵＳ Ｈ的分析结果直接导致其在遴选 中被
１ Ｈ ｓ 算法 ａｈ
Ｈａｈ算 法 （ ｓ 又称 杂凑函数 ）在现代 密 码 学 中起 着重 要 的 作 用 ，主 要 用 于 对 数
据完整性和消息认证 。哈希算法的基本思 想是对数据进行运算得到一个摘要 ，运算
ຫໍສະໝຸດ Baidu换 足够 复杂 。早期 的设 计研 究基本 上是 围绕 ＤＥＳ进 行 ，随着人 们的 深入研究和
每组分别在密钥的控制 下变换成等长的输 出数字 （ 简称 密 文 数 字 ）序 列 。 分组密码的设计与分析是两个既相互 对立 又相互 依存 的研究 方 向 ，正 是 由于 这 种 对 立促 进 了分组 密 码 的飞 速 发展 。
密码理 论 与技 术分 为两 大类 ，一 类 是 基于数 学的 密码 理论与 技术 ，内容 涵 盖 了 Ｈａ ｈ算法 、分组密码 、序列密码 、 ｓ 公钥密码 、ＰＫＩ等。 另一 类是非 数学的 密码 理论 与技 术 ，包括信 息隐 藏 、量子 密码等 。 本文主 要介 绍 了这 些理 论和 技
●一
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２ ６ ０ ７８ ０
≥
Ｄ 【１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ － ９ ２２ １ ．４ ０９ ｏ ０ ３６ ／ ． ｓ．０ １ ８７ ．０ ０ ２ ．０ ｓ
密码学的研 究与发展综述
杜明泽 曲阜师范大学计算机科学学院
的特性 ，试 图证 明其安 全性 ；与此 同时 另一部分人则 同样 对密码算法进行 分析 ， 但 是以破 译 为 目的 。 作为 密码 学的两 个
目前 国 际 上 已提 出 了许 多 Ｈａｈ函数 ｓ
题越来越 引起人们的重视。网络安 全从 其 本质上来讲就是网络上的信息安全 ，有效 地对信 息安全保密是提高网络安全性的重
要途径。
析 、定时攻击 等等 。 近年 来 ，我 国在 分组 密码领 域取得
了 重 要 的 研 究 成 果 。 吴 文 玲 研 究 员领 导 的 团 队 在分 组 密 码 分 析 方 面做 出 了突 出贡
利 用 网络 非 法 侵 入他 人的 计 算 机 系 统 窃取 机 密 信 息 、篡 改 和 破 坏 数 据 ，网络 安 全 问
攻 击杂凑函数主要有两种方法：一是 穷举攻击 ，它可以 用于任何 类型 的杂凑 函 数的攻击 ， 最典型就是 “ 日攻击” 生 采用 生 日攻击的攻 击者 将产生许 多明文消息 ， 然后计算这些 明文消息的指纹 进行比较 。 二 是利 用 杂 凑 函 数 的 代 数 结 构 ， 击 其 函 攻 数 的弱性 质。通常的有中间相遇攻击 、修 正 分 组 攻 击 和 差 分 分 析 攻 击等 。
的 设 计 方 案 。这 些 Ｈａｈ函数 的 构 造 方 法 ｓ
密码 是 按 特 定 法 则编 成 ， 于 通 信 双 用 方 的 信 息进 行 明 密变 换 的 符号 。研 究 密 码 的 学 科 就称 之 为 密码 学 。密 码 主 要 用 于 保 护传输 和存 储的信息 ・除此之外 ，密码还
分析 、线 性 密 码 分 析 、插 值 攻 击 、能 量 分
过程满足压缩性 、 容易计算 、 抗修改性 、 弱
抗碰撞 、强抗 碰撞五个特 性 Ｉ 。
引言
随着计算机 和网络技术的飞速 发展 ， 网络 给人们生活 、工作带来便捷 的同时 ， 也增加 了信息的不安全性 。一些不法分 子
术的研 究现状 和发 展趋 势 。
分组 密 码算 法 实 际上 就 是 密钥 控 制下 ， 通过 某 个置换 实现 对 明文分组 的加 密变
换 。为 了保证 密码 算法 的安 全强 度 ，对 密码 算 法的要 求 如下 ：一是 分组 长度足
够 大 ； 二 是 密钥 量 足 够 大 ； 三 是 密 码 变
淘 汰 ｌ对 ＡＥ 、 Ｃａ ｌｉ 、Ｓ ４等 密 Ｓ ｍｅｌａ ＭＳ
码 算 法做 出 了全 方位 多 角度的分 析 ，攻 击轮 数屡次 刷新 世界纪 录 。
用于保证信息的完整性 、真实性 、可控性 和不 可 否认 性 。
密码 是 信 息 安全 技 术 的核 心 基 础 ，
何假设和密码体制直接构造的Ｈａｈ函数 。 ｓ