認(rèn)證碼的原理及構(gòu)造研究.pdf

1、隨著通信技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的普及，信息安全問(wèn)題也日漸突出，有關(guān)信息安全的理論與技術(shù)已成為科學(xué)研究的新熱點(diǎn)。信息安全主要包括信息的保密與認(rèn)證兩個(gè)方面。保密的目的是為了防止敵方破譯系統(tǒng)中的機(jī)密信息，通常采用數(shù)據(jù)加密的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的保密。認(rèn)證的目的是為了發(fā)現(xiàn)在信息傳輸?shù)倪^(guò)程中，假冒他人身份發(fā)送信息或非法篡改他人信息等欺騙行為。而數(shù)字簽名與認(rèn)證碼是保障信息可認(rèn)證的兩種重要手段。 本文研究了認(rèn)證碼的理論與技術(shù)，即認(rèn)證碼的基本特性、機(jī)理

2、及構(gòu)造方法，主要工作如下： ⑴ 研究了完備認(rèn)證碼的特性，提出了一種基于集合與正交陣列上的完備Cartesian認(rèn)證碼的構(gòu)造方案。該方案通過(guò)先設(shè)計(jì)正交陣列，再確定消息與正交陣列中各元素的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)構(gòu)造無(wú)分裂的或有分裂的完備Cartesian認(rèn)證碼。目前已知的多種完備Cartesian認(rèn)證碼的構(gòu)造方案均可以通過(guò)調(diào)整本文Cartesian認(rèn)證碼的構(gòu)造參數(shù)而得到，即這些方法可視為本文構(gòu)造法的特例，所以本文給出的構(gòu)造方案具有普遍性意義。

3、 ⑵ 對(duì)目前已有的多種最優(yōu)Cartesian認(rèn)證碼的構(gòu)造方法進(jìn)行了探討，發(fā)現(xiàn)這些構(gòu)造法均需借助群或域中元素的數(shù)學(xué)運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者建立于復(fù)雜的矩陣運(yùn)算之上。為了避免這些復(fù)雜的運(yùn)算，本文利用循環(huán)移位法構(gòu)造了一類最優(yōu)Cartesian認(rèn)證碼。該方法簡(jiǎn)單易行，易于軟硬件實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，本文提出了一種利用正交拉丁方構(gòu)造最優(yōu)Cartesian認(rèn)證碼的方案，給出了最佳Cartesian認(rèn)證碼存在時(shí)，其參數(shù)必須滿足的條件，并說(shuō)明了現(xiàn)有的最佳Carte

4、sian認(rèn)證碼構(gòu)造方法基于有限域的原因。 ⑶ 對(duì)于任意兩個(gè)相互無(wú)關(guān)的參數(shù)k和n，構(gòu)造信源數(shù)為k，認(rèn)證符數(shù)為n的Cartesian認(rèn)證碼是認(rèn)證理論研究的一個(gè)重要問(wèn)題。目前，構(gòu)造滿足上述條件Cartesian認(rèn)證碼的方法僅止于笛卡爾積法，但該方法需要的編碼規(guī)則數(shù)目太大。針對(duì)其不足，本文提出了兩種新的構(gòu)造方法：I）基于正交排列的迭代法；ii）基于循環(huán)排列的迭代法。當(dāng)?shù)ㄅc笛卡爾積法具有相同的參數(shù)k，n時(shí)，迭代法所構(gòu)造的Cartesi

5、an認(rèn)證碼的編碼規(guī)則數(shù)大為減少。 ⑷ 對(duì)保密認(rèn)證碼的基本原理進(jìn)行了研究，提出了一種利用Cartesian認(rèn)證碼構(gòu)造安全認(rèn)證碼的方案以及一種通用的拉丁方設(shè)計(jì)算法。該方案借助于拉丁方來(lái)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)Cartesian認(rèn)證碼到完備安全的認(rèn)證碼的改造，同時(shí)保持了編碼規(guī)則數(shù)量不變。同時(shí)，提出了一種將任意Cartesian認(rèn)證碼改造成完善保密認(rèn)證碼的通用方法。 ⑸ 研究了笛卡爾積與各階欺騙概率相等的認(rèn)證碼之間的關(guān)系，給出了兩者之間的關(guān)系定