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摘要
密钥扩展在对称分组密码中起着重要的作用，但AES和SM4等串行密钥扩展算法是可逆且串行的，所生成的轮密钥之间缺少独立性。本文通过设计一个增强型密钥扩展算法生成期望数量的轮密钥，且满足不可逆性、并行性以及轮密钥之间的独立性。首先，通过在2维离散超混沌映射(2D-DCM)中添加一个忆阻器，构造一个基于忆阻器的2维离散超混沌映射(2D-MDCM)，该映射的状态点在相空间中具有遍历性，在足够大的参数范围内具有良好的随机性。基于2D-MDCM设计一个强S盒，该S盒没有不动点、反不动点以及短周期环。利用混沌迭代的不可逆性以及S盒，设计一种不可逆的密钥扩展算法，该算法可以并行生成指定轮数且灵活长度的轮密钥，每轮轮密钥都可以由初始密钥独立生成。实验和分析结果表明，改进后的密钥扩展算法大大提高了初始密钥的安全性。
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