基于 Feistel-NFSR 结构的 16 比特 S 盒设计方法

为构造具有强安全性的 16 比特密码 S 盒, 将 Feistel 结构和 NFSR 相结合, 设计一种 4 轮的平衡二分支 Feistel-NFSR 新结构, 任意选取 4 个 AES 算法 S 盒仿射等价获得的 8 比特 S 盒作为轮函数, 增加结构的可变性; 设计 2 个 NFSR 组件提高结构的扩散效果; 并通过遍历搜索 16 比特 S 盒. 基于 GPU 技术实现对 16 比特 S 盒的非线性度、差分均匀度的并行计算, 提高对所构造S盒的性质的评估效率. 测试结果表明, 新构造的 16 比特 S 盒满足双射性且代数次数达到最优 15, 非线性度最高为 31 986, 差分均匀度最低为...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:	Journal of Cryptologic Research 2023-02, Vol.10 (1), p.146-154
Hauptverfasser:	Xiao-Nian, WU, Dao-Rao, DOU, Yong-Zhuang, WEI, ZHANG Run-Lian, Ling-Chen, LI, 武小年, 豆道饶, 韦永壮, 张润莲, 李灵琛
Format:	Artikel
Sprache:	chi
Schlagworte:	Affine transformations Algorithms Boxes Cryptography Encryption Linear transformations Nonlinearity Security Signal to noise ratio
Online-Zugang:	Volltext
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!

Beschreibung
Zusammenfassung:	为构造具有强安全性的 16 比特密码 S 盒, 将 Feistel 结构和 NFSR 相结合, 设计一种 4 轮的平衡二分支 Feistel-NFSR 新结构, 任意选取 4 个 AES 算法 S 盒仿射等价获得的 8 比特 S 盒作为轮函数, 增加结构的可变性; 设计 2 个 NFSR 组件提高结构的扩散效果; 并通过遍历搜索 16 比特 S 盒. 基于 GPU 技术实现对 16 比特 S 盒的非线性度、差分均匀度的并行计算, 提高对所构造S盒的性质的评估效率. 测试结果表明, 新构造的 16 比特 S 盒满足双射性且代数次数达到最优 15, 非线性度最高为 31 986, 差分均匀度最低为 18, 信噪比最低为 146.423, 具有较好的抵御数学攻击和差分能量攻击的能力.
ISSN:	2097-4116 2095-7025
DOI:	10.13868/j.cnki.jcr.000585