一种大状态轻量级密码S盒的设计与分析

作     者：樊婷 冯伟 韦永壮 FAN Ting;FENG Wei;WEI Yongzhuang

作者机构：桂林电子科技大学广西密码学与信息安全重点实验室广西壮族自治区桂林541004 广西网信信息技术有限公司广西壮族自治区南宁530000 

基　　金：国家自然科学基金(62162016,62062026) 广西自然科学基金创新研究团队项目(2019GXNSFGA245004) 

出 版 物：《西安电子科技大学学报》 (Journal of Xidian University)

年 卷 期：2023年第50卷第4期

页      码：170-179页

摘      要：Alzette是2020年美密会上提出的基于ARX结构的64比特轻量级S盒,具备软硬件性能出色、扩散性强和安全性高等诸多优点,受到了国内外的广泛关注。然而,具有杰出性能与安全性的64比特轻量级S盒极少,如何设计出一种比Alzette性能更佳的大状态轻量级S盒是目前研究的难点。基于ARX结构,设计出一种性能与安全性兼优的大状态轻量级密码S盒,提出了“层次筛选法”,通过提前设置最优差分/线性特征的界来确定最佳循环移位参数,并对新密码S盒给出了安全性评估。结果表明:新密码S盒与Alzette的软硬件实现性能相当;同时5轮新密码S盒最优差分特征(线性逼近)的概率达到2^(-17)(2^(-8)),7轮新密码S盒的最优线性逼近概率达到2^(-17);而Alzette的5轮最优差分特征(线性逼近)概率为2^(-10)>2^(-17)(2^(-5)>2^(-8)),7轮最优线性逼近概率为2^(-13)>2^(-17)。新密码S盒表现出更强的抗差分/线性密码分析的能力。

主 题 词：轻量级分组密码 密码S盒 差分密码分析 线性密码分析 

学科分类：11[军事学] 0711[理学-心理学类] 1105[1105] 0839[0839] 08[工学] 110505[110505] 110503[110503] 

核心收录：

D　O　I：10.19665/j.issn1001-2400.2023.04.017

馆 藏 号：203123396...