[发明专利]一种Grain型流密码的判别方法

说明书

本发明公开了一种Grain型流密码的判别方法，引入平衡二叉树的结构存储特征函数的项，通过平衡二叉树的搜索、插入、删除操作，能够极大的提高函数处理效率；以项的次数为依据对项进行分类，起到分治的效果，缩减了平衡二叉树的规模：一方面减小了计算每个平衡二叉树对应单变量多项式的计算量，另一方面又减少了计算非线性移位寄存器特征函数的搜索空间；算法引入分治的思想，在求取平衡二叉树对应单变量多项式和计算非线性移位寄存器特征函数过程中都适合并行化运算，在并行化计算环境中，该判别方法可以处理更大规模的特征函数；判别方法具有普适性和可延展性。

技术领域

本发明涉及一种Grain型流密码的判别方法。

背景技术

物联网产业在产业升级、节能减排、拉动就业等方面发挥着重要作用。我国物联网已初步形成了完整的产业体系，具备了一定的技术、产业和应用基础，市场前景巨大。

受各国战略引领和市场推动，全球物联网应用呈现加速发展态势，物联网所带动的新型信息化与传统领域走向深度融合,物联网在行业领域的应用逐步广泛深入。

由于物联网应用场景的多样性，物联网产业的发展导致很多加密方法的使用。为应对物联网等资源(存储资源、计算资源、带宽资源)受限、通信高速的新一代安全通信需求，出现了一批以Grain算法为代表的为物联网运行提供计算安全性的密码算法，从而将物联网系统面临的总体风险降至最低。在这类新型的适用于物联网的轻量级流密码算法中，而Grain类算法是唯一具有可证明周期下界的密码算法。

因此，物联网安全标准体系是一个渐进发展成熟的过程，有必要研判所用加密流密码算法是否是Grain型流密码算法，这对于算法安全性能评估特别是周期的定量分析具有重要价值。

Grain型流密码是一类安全、高效、快速的流密码算法，在当前密码算法分析技术的前提下，这类算法的安全性分析较为成熟。因此对于通过各种方式得到的寄存器类型密码，判别其是否属于Grain型流密码对其安全性分析具有实用意义。

Grain型流密码寄存器是长度达半的线性反馈移位寄存器到非线性反馈移位寄存器的有序级联。已有的研究方案大多是判断寄存器是否等效为非线性反馈移位寄存器到线性反馈移位寄存器有序级联，一方面这并不是Grain型这样的实际使用的流密码，另一方面这个类似问题主要处于理论研究阶段，尚未有高效实用的判别算法出现。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种Grain型流密码的判别方法，给定刻画寄存器状态转移的自反馈特征函数，能够判断该寄存器构造的流算法是否为Grain型流密码算法，即，寄存器是否等效为长度过半的线性反馈移位寄存器到非线性反馈移位寄存器有序级联。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种Grain型流密码的判别方法，包括如下步骤：

步骤一、对级数为n的移位寄存器的特征函数进行单项的有序分类，建立平衡二叉树，得到项的最高次数d，并将次数为i的项所在的平衡二叉树标记为T_i；

步骤二、设置二元域上单变量多项式u＝0；

步骤三、计算T_i对应的单变元多项式u_i，并记v₁＝u₁；

步骤四、更新单变量多项式u；

步骤五、判断单变量多项式u的次数deg(u)是否小于n/2：若是，则判定输入的移位寄存器不是Grain型流密码，输出“否”，然后进入步骤十三；若否，则令i＝i+1，然后进入步骤六；

步骤六、判断i是否大于d：若否，则返回步骤三；若是则进入步骤七；

步骤七、构造U为u对应的特征函数，构造V为u/u₁对应的特征函数，令i＝2；