认证码的原理及构造研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hartyao
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随着通信技术的发展和互联网络的普及,信息安全问题也日渐突出,有关信息安全的理论与技术已成为科学研究的新热点。信息安全主要包括信息的保密与认证两个方面。保密的目的是为了防止敌方破译系统中的机密信息,通常采用数据加密的方式来实现信息的保密。认证的目的是为了发现在信息传输的过程中,假冒他人身份发送信息或非法篡改他人信息等欺骗行为。而数字签名与认证码是保障信息可认证的两种重要手段。 本文研究了认证码的理论与技术,即认证码的基本特性、机理及构造方法,主要工作如下: ⑴ 研究了完备认证码的特性,提出了一种基于集合与正交阵列上的完备Cartesian认证码的构造方案。该方案通过先设计正交阵列,再确定消息与正交阵列中各元素的对应关系来构造无分裂的或有分裂的完备Cartesian认证码。目前已知的多种完备Cartesian认证码的构造方案均可以通过调整本文Cartesian认证码的构造参数而得到,即这些方法可视为本文构造法的特例,所以本文给出的构造方案具有普遍性意义。 ⑵ 对目前已有的多种最优Cartesian认证码的构造方法进行了探讨,发现这些构造法均需借助群或域中元素的数学运算来实现,或者建立于复杂的矩阵运算之上。为了避免这些复杂的运算,本文利用循环移位法构造了一类最优Cartesian认证码。该方法简单易行,易于软硬件实现。同时,本文提出了一种利用正交拉丁方构造最优Cartesian认证码的方案,给出了最佳Cartesian认证码存在时,其参数必须满足的条件,并说明了现有的最佳Cartesian认证码构造方法基于有限域的原因。 ⑶ 对于任意两个相互无关的参数k和n,构造信源数为k,认证符数为n的Cartesian认证码是认证理论研究的一个重要问题。目前,构造满足上述条件Cartesian认证码的方法仅止于笛卡尔积法,但该方法需要的编码规则数目太大。针对其不足,本文提出了两种新的构造方法:I)基于正交排列的迭代法;ii)基于循环排列的迭代法。当迭代法与笛卡尔积法具有相同的参数k,n时,迭代法所构造的Cartesian认证码的编码规则数大为减少。 ⑷ 对保密认证码的基本原理进行了研究,提出了一种利用Cartesian认证码构造安全认证码的方案以及一种通用的拉丁方设计算法。该方案借助于拉丁方来实现最优Cartesian认证码到完备安全的认证码的改造,同时保持了编码规则数量不变。同时,提出了一种将任意Cartesian认证码改造成完善保密认证码的通用方法。 ⑸ 研究了笛卡尔积与各阶欺骗概率相等的认证码之间的关系,给出了两者之间的关系定理。为了有效地减少编码矩阵的存储空间,使得基于笛卡尔积上的各阶欺骗概率相等的认证码具有实用价值,本文利用编码规则自身可以携载认证码符信息的特点,给出了该认证码的工程应用算法。 ⑹ 对LS重完全保密的和对抗欺骗是LS阶安全的认证码进行了研究,提出了一种基于组合排列方法上的(LS, LS)码构造方案,该方案简单易行,适合工程应用。
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语音信号处理技术是信息社会不可缺少的技术,声纹识别是语音信号处理的一个重要研究领域。随着信息技术、网络通信和电子交易的迅猛发展,信息安全已成为全球最为热门的研究领域