【免费】ZUC密码分析实验1资源-CSDN文库

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ZUC密码分析实验

1901210403 胡兆杰

本次实验是计算祖冲之密码算法两个S盒的差分分布表和线性逼近表。我⽤了⽼师上传的zuc_core.c 中

的S盒数据，并使⽤python实现。

差分分析表的实现

祖冲之密码算法的S盒的输⼊有8个⽐特，其中前四个表示⾏数，后四个表示列数，置换时将输⼊换成S

盒中相应位置的值。

要构造差分分析表，我们需要两个明⽂x和x*，其中x x* 为⼀个定值x'，再将x和x*分别输⼊S盒运

算，得到输出为y和y*。计算y y*的值y'，统计y'中值的分布情况。在实验中，我们让x'取遍00000000

到11111111的所有值，对于每⼀个x'，让x也从00000000取到11111111，计算相应的x*，再计算y和

y*，最终得到y'，统计从00000000到11111111中的每个值在y'中的出现次数，最终将所有结果汇总，

形成差分分析表。

在实现中，由于观察到书上的例⼦中有许多项的出现次数是0，所以为了节省存储空间，在每⼀轮统计

中，我⽤⼀个字典只存储出现次数⼤于⼀次的值和他们的出现次数，最后在打印输出时再将不在字典中

的数的出现次数都置0。

线性逼近表的实现

线性逼近表是⽤于线性分析的表，和差分分析表稍有不同。

线性逼近表分析的是明⽂X和X经过S盒的输出Y的某些位组成的随机变量。表中有a和b两种元素，a表示

X的某些位组成的数，b表示Y的某些位组成的数。⽐如a为3则表示和为1，b为4则表示为1，则

此时的随机变量即为。我们⾸先统计从00000000到11111111的S盒输出的值，再逐条

统计满⾜的个数并记录。和差分分析表⼀样，我们仍然要遍历所有的值，将所有结

果汇总起来，最后形成⼀张256*256的表。

在实现中，我们先将整数转换成8位的⼆进制数，找出为1的位置，在S盒置换表中将这些位置上的值进

⾏异或，如果结果为0，则计数器加1，直到统计完所有的值。

实验结果

为更好的展示实验结果，我将⽣成的表输出到excel⽂件中，下⾯是⽂件的部分截图。

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