基于LDPC的糾錯密碼研究與設計.pdf

1、近年來，隨著通信技術的發(fā)展和互聯網的普及，信息共享應用日益廣泛和深入，但同時信息安全問題也日漸突出和復雜。一些非常重要的信息在傳輸過程中不僅要有很好的保密性，還要有一定的容錯性能。傳統(tǒng)上，我們可以先對信息加密，在將加密信息送到編碼信道，經糾錯編碼使密碼具有容錯能力。但是，這種分兩步操作的方法，一方面，增加了系統(tǒng)的復雜性，另一方面，會產生一定的時延。因而將兩步結合到一起會使加密和糾錯變得更有效率。自從1978McEliece提出了第一個基

2、于代數編碼理論的公鑰密碼體制將糾錯與加密的結合到一起。糾錯和加密的結合一直受到國內外通信理論研究人員的重視，但是，如果這種結合沒有很好的設計，會使糾錯能力和安全性都下降。所以，在過去的幾十年里，如何去設計將糾錯和加密結合仍然是一個待解決的問題。 本文首先簡單介紹了分組密碼理論，LDPC編譯碼理論，并列舉了以前研究人員將糾錯與加密結合所作的工作。 然后，將有很高安全性的高級加密標準AES和在通信糾錯領域性能優(yōu)異的LDPC碼

3、結合，設計出了LDPC糾錯密碼。并在此基礎上，提出了LDPC糾錯密碼編解碼系統(tǒng)。本文設計的LDPC糾錯密碼是一個分組長度為256比特，密文長度為512比特，六輪加密并采用寬軌跡策略的分組密碼，密鑰由128比特AES密鑰和LDPC碼生成矩陣(或校驗矩陣)組成。在密碼的最后一輪的擴散層，我們使用了LDPC生成矩陣。因為LDPC生成矩陣有著更好的擴散性能，使得我們所設計的LDPC糾錯密碼在更少的輪數下，能夠和AES在抗線性、差分攻擊時具有大體