霍珊珊，李艳俊*，刘健，李寅霜

密码组件安全指标测试工具设计与实现

霍珊珊1，2，李艳俊1，2*，刘健1，李寅霜3

（1.中国电子科技集团公司第十五研究所 信息产业信息安全测评中心，北京 100083； 2.广西密码学与信息安全重点实验室（桂林电子科技大学），广西 桂林 541004； 3.北京电子科技学院 密码科学与技术系，北京 100070）（ ∗ 通信作者电子邮箱liyjwuyh@163.com）

对称密码是信息系统中数据保密的核心技术，而非线性S盒通常是其中的关键密码组件，广泛用于分组密码、序列密码和MAC（Message Authentication Code）算法等设计。为了保障密码算法设计的安全性，首先，研究了差分均匀度、非线性度、不动点数、代数次数与项数、代数免疫度、雪崩特性、扩散特性的指标测试方法；其次，通过可视化窗口设计输出S盒的各个安全指标结果，并以弹窗形式给出对应安全指标的细节描述；再次，重点设计了S盒非线性度和代数免疫度的子模块，并对应非线性度简化了线性分布表，且基于定理对代数免疫度计算过程进行了优化和举例说明；最后，实现了S盒的测试工具，并给出了7种安全指标测试和案例演示。所提测试工具主要应用于对称密码算法的非线性组件S盒安全指标的测试，进而为算法整体提供安全保障。

非线性组件；S盒；安全指标；非线性度；代数免疫度

0 引言

密码技术是信息安全领域的核心技术，它可以有效解决信息的真实性、完整性、保密性和不可否认性等问题，在网络空间安全防护中发挥着重要的支撑作用。密码技术测评比密码系统测评、密码产品测评难度更大，自主设计的密码算法和密码协议需要使用专业的密码分析工具测试，并经过密码专家反复研究和分析。……