基于决策树的SM4分组密码工作模式识别

来源：计算机工程杂志2021年第8期北京时间：

作者：纪文桃, 李媛媛, 秦宝东

单位：1. 西安邮电大学 网络空间安全学院, 西安 710121;2. 西安邮电大学 无线网络安全技术国家工程实验室, 西安 710121

摘要：针对密码体制识别研究缺乏对分组密码工作模式识别的现状，提出一种基于决策树的分组密码工作模式识别方案并应用于国密SM4分组密码算法。在CBC、CFB、OFB、CTR工作模式下对大量文本文件进行加密，得到密文文件，同时构造训练阶段和测试阶段所需要的特征向量空间。在训练阶段通过对特征空间的学习生成决策树，在测试阶段根据生成的决策树进行决策，将决策值与标签值相比较得到分类结果。在训练和测试阶段分别构建混合分类模型、混合文本大小分类模型和一对一分类模型，实验结果表明，混合分类模型和混合文本大小分类模型的分类正确识别率在16%~26%，一对一分类模型的正确识别率高达90%以上。

关键词：密码体制识别,工作模式,决策树,SM4算法,特征提取,分组密码

基金资助：国家自然科学基金（61872292）；青海省基础研究计划项目（2020-ZJ-701）。