輕量級密碼學

本書系統介紹輕量級密碼算法。全書共分5章。第1章介紹輕量級密碼算法的應用背景和研究現狀。第2章介紹分組密碼一般性設計原理和輕量級分組密碼研究進展，按照整體結構分類介紹輕量級分組密碼。第3章介紹流密碼一般性設計原理和輕量級流密碼研究進展，以及基於LFSR和NFSR的流密碼、ARX與隨機狀態置換類的流密碼和小狀態流密碼。第4章介紹消息鑒別碼的共性技術，以及採用分組密碼、專用雜湊函數、泛雜湊函數以及直接設計的消息鑒別碼。第5章介紹認證加密算法一般性設計原理和研究進展，以及分組密碼認證加密工作模式和基於置換、分組密碼和流密碼的認證加密算法。 本書可作為密碼學、網絡空間安全、信息安全、電腦和通信專業的研究生和本科高年級學生的相關課程的教材，也可作為相關領域教學、科研和工程技術人員的參考書和工具書。

目 錄

第1章緒論1

1.1應用背景1

1.2研究現狀2

1.3全書結構8

第2章輕量級分組密碼9

2.1概述9

2.1.1分組密碼一般性設計原理9

2.1.2輕量級分組密碼研究進展13

2.2Feistel 結構分組密碼16

2.2.1SIMON16

2.2.2Simeck18

2.2.3KASUMI20

2.2.4DESL/DESXL23

2.2.5MIBS26

2.2.6ITUbee27

2.2.7RoadRunneR29

2.3SP結構分組密碼31

2.3.1PRESENT31

2.3.2mCrypton33

2.3.3PRINTcipher37

2.3.4EPCBC40

2.3.5KLEIN41

2.3.6LED43

2.3.7Fantomas/Robin46

2.3.8Rectangle47

2.3.9Midori50

2.3.10SKINNY53

2.3.11GIFT57

2.3.12Mysterion60

目 錄〖4〗〖1〗2.3.13uBlock63

2.3.14CRAFT67

2.4廣義Feistel 結構分組密碼69

2.4.1CLEFIA69

2.4.2LBlock75

2.4.3Piccolo77

2.4.4TWINE80

2.4.5Khudra84

2.4.6Lilliput85

2.4.7SEA88

2.4.8TWIS90

2.5ARX類分組密碼92

2.5.1SPECK92

2.5.2LEA94

2.5.3CHAM96

2.5.4HIGHT97

2.5.5SPARX100

2.5.6TEA/XTEA104

2.6其他結構分組密碼105

2.6.1KATAN/KTANTAN105

2.6.2PRINCE107

2.6.3PRIDE110

2.6.4QARMA112

第3章輕量級流密碼117

3.1概述117

3.1.1流密碼一般性設計原理117

3.1.2輕量級流密碼研究進展118

3.2基於LFSR的流密碼120

3.2.1A5/1120

3.2.2E0123

3.2.3Snow 2.0124

3.2.4Snow 3G127

3.2.5ZUC130

3.3基於NFSR的流密碼135

3.3.1A2U2135

3.3.2Grain v1137

3.3.3Enocoro80138

3.3.4FFCSRH/16140

3.3.5MICKEY 2.0142

3.3.6Trivium145

3.4ARX與隨機狀態置換類流密碼147

3.4.1Salsa20147

3.4.2Chacha149

3.4.3RC4150

3.5小狀態流密碼152

3.5.1Sprout152

3.5.2Plantlet154

3.5.3Lizard155

第4章消息鑒別碼158

4.1概述158

4.2共性技術160

4.2.1填充方法161

4.2.2密鑰誘導方法162

4.2.3掩碼生成方法163

4.3採用分組密碼的消息鑒別碼164

4.3.1CBCMAC164

4.3.2CMAC164

4.3.3CBCR165

4.3.4TrCBC166

4.3.5PMAC167

4.3.6f9168

4.3.7PMAC+169

4.3.83kf9171

4.3.9LightMAC172

4.4採用專用雜湊函數的消息鑒別碼173

4.4.1MDxMAC173

4.4.2HMAC175

4.4.3NIMAC178

4.5採用泛雜湊函數的消息鑒別碼179

4.5.1UMAC179

4.5.2Badger184

4.5.3Poly1305187

4.5.4GMAC188

4.6直接設計的消息鑒別碼189

4.6.1SipHash189

4.6.2Chaskey192

第5章認證加密算法195

5.1概述195

5.1.1認證加密算法一般性設計原理195

5.1.2認證加密算法研究進展197

5.2分組密碼認證加密工作模式200

5.2.1OCB201

5.2.2JAMBU204

5.2.3CLOC和SILC206

5.2.4COLM213

5.2.5OTR215

5.2.6COFB218

5.2.7SUNDAE221

5.2.8COMET223

5.2.9mixFeed226

5.3基於置換的認證加密算法230

5.3.1Ascon230

5.3.2Ketje234

5.3.3NORX237

5.3.4FIDES241

5.3.5APE244

5.3.6Gimli247

5.3.7ACE249

5.3.8Beetle252

5.3.9SCHWAEMM255

5.3.10Xoodyak259

5.3.11Subterranean261

5.3.12Minalpher263

5.3.13Elephant266

5.4基於分組密碼的認證加密算法269

5.4.1ASC1269

5.4.2ALE272

5.4.3AEGIS275

5.4.4Saturnin279

5.4.5Pyjamask282

5.5基於流密碼的認證加密算法284

5.5.1ACORN284

5.5.2Hummingbird2287

5.5.3Helix291

5.5.4TinyJAMBU294

參考文獻297