對稱加密函式必要的Confusion以及Diffusion特性

在密碼理論研究當中有兩個特性對於安全的密碼系統來說是不可或缺的,分別是混淆(confusion)以及擴散(diffusion)這兩種特性,由Claude Shannon提出利用這兩種特性是想要抵抗密碼分析上被統計出明文的情況,confusion應用在對稱式密碼系統當中想要讓明文以及輸出密文之間的局部關聯性隱藏起來,其實就是用密鑰來對要加密的資料做影響,而diffusion則是要防止攻擊者能夠利用密文的統計性質找出對應的明文。

在數論當中群(Group)是其中一種重要的概念,代數最基本由三種結構組成:群 Group, 環 Ring, 體 Field,而群作為最基本的代數結構,也是我們在密碼系統中常常使用的,故需要先了解群的定義對於後續密碼系統分析會比較方便。

時間複雜度

通長在測量複雜度的時候會使用兩種分析方法:Worst-case analysisAverage-case analysis定義一個M是Deterministic Turing Machine並且會根據輸入決定停止規範M的執行時間或者時間複雜度可以表示成一個function…

熵 Entropy

我們在消息理論測量一段資訊所包含的資訊量其中一種會使用Entropy來計算。讓X作為一個discrete R.V. 並且表示成P(X)可以視作:

    \[ H_{b}(X) = -\sum_{x \in \mathbb{X}} P(x) \cdot log_{b}P(x) = \mathbb{E}[-log_{b}P(X)] = \mathbb{E}{p} [log_{b}\frac{1}{P(x)}] \]