基于改進(jìn)粒子群算法的S盒優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、現(xiàn)代密碼學(xué)理論和密碼技術(shù)是信息安全領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)。在信息時(shí)代的今天,隨著網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,越來越多的信息在網(wǎng)絡(luò)上傳輸,信息的安全與保護(hù)問題顯得愈發(fā)重要。分組密碼是密碼學(xué)的一個(gè)重要分支,它具有速度快、易于標(biāo)準(zhǔn)化和便于軟硬件實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn),通常是信息與網(wǎng)絡(luò)安全中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密、數(shù)字簽名、認(rèn)證及密鑰管理的核心體制。而S盒是許多分組密碼算法中的唯一非線性部件,因此,它的密碼強(qiáng)度決定了整個(gè)分組密碼算法的安全強(qiáng)度。使用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法來解

2、決密碼學(xué)和信息安全中的問題難以獲得較好的全局效果,近年來仿生智能優(yōu)化算法已經(jīng)在經(jīng)典的NP-C等問題的求解和實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力,并且具有較好的全局性能。目前,應(yīng)用于S盒設(shè)計(jì)較為先進(jìn)的算法是遺傳算法。但是遺傳算法具有模式收斂性質(zhì),容易出現(xiàn)早熟現(xiàn)象,因而影響到其優(yōu)化效果。粒子群算法由于其粒子具有記憶性,所以可以很好的避免局部最優(yōu),增加收斂速度,可以有效的減少計(jì)算時(shí)間。因此本文深入研究了改變慣性權(quán)重的粒子群算法,并用其解決S盒優(yōu)化設(shè)計(jì)

3、問題。
　　 本文提出利用改變慣性權(quán)重的粒子群算法優(yōu)化S盒,通過調(diào)整社會因子、學(xué)習(xí)因子和慣性權(quán)重參數(shù)設(shè)置避免了粒子群算法初期易出現(xiàn)早熟、迭代后期收斂速度變慢等問題,并可以根據(jù)不同的應(yīng)用需要控制粒子群算法的收斂速度,從而得到更精確的優(yōu)化結(jié)果。通過與其他S盒設(shè)計(jì)方法進(jìn)行比較,實(shí)驗(yàn)證明粒子群算法設(shè)計(jì)的S盒可以增強(qiáng)抗密碼分析能力,提高密碼強(qiáng)度,并能設(shè)計(jì)出大量密碼性能較好的S盒,并且與遺傳算法相比可以大大減少S盒設(shè)計(jì)時(shí)間,提高設(shè)計(jì)效率。本