HBcipher:一种高效的轻量级分组密码

作     者：李浪 郭影 刘波涛 欧雨 LI Lang;GUO Ying;LIU Bo-Tao;OU Yu

作者机构：衡阳师范学院计算机科学与技术学院衡阳421002 智能信息处理与应用湖南省重点实验室衡阳421002 

基　　金：国家自然科学基金(61572174) 湖南省中央引导地方科技发展专项资金(2018CT5001) 湖南省自然科学基金(2019JJ60004) 湖南省“双一流”应用特色学科(湘教通469号) 湖南省科技计划项目(2016TP1020) 衡阳师范学院学科群建设项目(18XKQ02) 衡阳师范学院产学研基金(16CXYZ01)~~ 

出 版 物：《密码学报》 (Journal of Cryptologic Research)

年 卷 期：2019年第6卷第3期

页      码：336-352页

摘      要：随着物联网应用的普及,高效的轻量级分组密码对于保障资源受限设备的信息安全具有重要意义.本文提出一种高效的轻量级分组密码算法,命名为HBcipher. HBcipher分组长度为64位,密钥长度支持64位和128位.算法轮函数采用三组SPN结构的F函数,且在设计F函数时利用几何图形映射性质构造一种P2置换方法,充分隐藏明文的统计特性,提高抗统计分析的能力,为避免最后一轮完全暴露给攻击者,我们在最后一轮P2置换输出后,增加白化密钥加模块.同时,我们设计了一种动态轮密钥加运算操作,加密数据根据算法轮运算控制信号的奇偶性来动态选择更新后的子密钥,与一般静态密钥加相比,提高了算法灵活性和安全性,特别是抵抗自相似攻击.实验证明, HBcipher算法具有良好的雪崩效应、随机化特性,并且与偏向硬件实现的PRESENT算法相比其软件实现性能更优越,而与偏向软件实现的RECTANGLE算法相比其硬件实现面积更小.最后,对HBcipher进行了安全分析,结果表明其具有抵抗差分攻击、线性攻击等已知攻击的能力.

主 题 词：分组密码 SPN 密钥加 雪崩效应 物联网 

学科分类：11[军事学] 0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 110505[110505] 110503[110503] 1105[1105] 0839[0839] 0714[0714] 0835[0835] 0701[理学-数学类] 0811[工学-水利类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.13868/j.cnki.jcr.000306

馆 藏 号：203689970...