基于LDPC的糾錯(cuò)密碼研究與設(shè)計(jì).pdf

1、近年來，隨著通信技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的普及，信息共享應(yīng)用日益廣泛和深入，但同時(shí)信息安全問題也日漸突出和復(fù)雜。一些非常重要的信息在傳輸過程中不僅要有很好的保密性，還要有一定的容錯(cuò)性能。傳統(tǒng)上，我們可以先對(duì)信息加密，在將加密信息送到編碼信道，經(jīng)糾錯(cuò)編碼使密碼具有容錯(cuò)能力。但是，這種分兩步操作的方法，一方面，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，另一方面，會(huì)產(chǎn)生一定的時(shí)延。因而將兩步結(jié)合到一起會(huì)使加密和糾錯(cuò)變得更有效率。自從1978McEliece提出了第一個(gè)基

2、于代數(shù)編碼理論的公鑰密碼體制將糾錯(cuò)與加密的結(jié)合到一起。糾錯(cuò)和加密的結(jié)合一直受到國(guó)內(nèi)外通信理論研究人員的重視，但是，如果這種結(jié)合沒有很好的設(shè)計(jì)，會(huì)使糾錯(cuò)能力和安全性都下降。所以，在過去的幾十年里，如何去設(shè)計(jì)將糾錯(cuò)和加密結(jié)合仍然是一個(gè)待解決的問題。 本文首先簡(jiǎn)單介紹了分組密碼理論，LDPC編譯碼理論，并列舉了以前研究人員將糾錯(cuò)與加密結(jié)合所作的工作。 然后，將有很高安全性的高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)AES和在通信糾錯(cuò)領(lǐng)域性能優(yōu)異的LDPC碼

3、結(jié)合，設(shè)計(jì)出了LDPC糾錯(cuò)密碼。并在此基礎(chǔ)上，提出了LDPC糾錯(cuò)密碼編解碼系統(tǒng)。本文設(shè)計(jì)的LDPC糾錯(cuò)密碼是一個(gè)分組長(zhǎng)度為256比特，密文長(zhǎng)度為512比特，六輪加密并采用寬軌跡策略的分組密碼，密鑰由128比特AES密鑰和LDPC碼生成矩陣(或校驗(yàn)矩陣)組成。在密碼的最后一輪的擴(kuò)散層，我們使用了LDPC生成矩陣。因?yàn)長(zhǎng)DPC生成矩陣有著更好的擴(kuò)散性能，使得我們所設(shè)計(jì)的LDPC糾錯(cuò)密碼在更少的輪數(shù)下，能夠和AES在抗線性、差分攻擊時(shí)具有大體