基于BBS产生器和椭圆曲线的改进RC4算法

来源：计算机工程与应用杂志2020年第8期北京时间：

作者：陈虹，刘雨朦，肖成龙，郭鹏飞，肖振久

单位：辽宁工程技术大学 软件学院，辽宁 葫芦岛 125105

摘要：针对RC4算法密钥流序列随机性不高，易受故障引入攻击、区分攻击和“受戒礼攻击”的问题，提出了一种基于BBS产生器和椭圆曲线的RC4改进算法。该算法利用随机比特产生器和随机大素数生成种子密钥Key，利用椭圆曲线产生秘密整数，在每次输出后对S盒中元素重新赋值，生成随机性很高的密钥流序列。改进RC4算法可以通过NIST随机性测试，其中频率检验、游程检验和Maurer检验等比RC4算法分别高出0.129 18，0.107 39，0.197 64，能够有效防止不变性弱密钥的产生，抵抗“受戒礼”攻击；密钥流序列分布均匀，不存在偏差，能够有效抵御区分攻击；基于椭圆曲线产生的秘密整数猜测困难，S盒内部状态不能获知，能够抵抗“故障引入”攻击。理论和实验证明改进RC4算法的随机性和安全性高于RC4算法。

关键词：RC4算法,随机比特产生器,椭圆曲线,秘密整数