4 bit S盒输入及输出低次代数关系分析

作者：程月单; 韦永壮; 叶涛

来源：计算机应用研究, 2020, (03): 838-842.

DOI：10.19734/j.issn.1001-3695.2018.08.0658

• 4 bit S盒
• 轻量级密码算法
• 代数关系
• 非线性方程 4 bit S-box
• lightweight encryption algorithms
• algebraic relationship
• affine equivalence

随着4 bit S盒在轻量级密码算法中的广泛应用,如何捕获这些4 bit S盒输入及输出的代数关系成为了目前的研究热点之一。根据S盒的输入及输出关系,提出了n bit S盒的非线性回路代数关系的通用求解算法。针对4 bit S盒设计了高效的非线性回路代数关系求解算法,并对国际公认的16类最优4 bit S盒及多个著名的轻量级密码算法中的S盒进行了测试分析。同时,还对上述轻量级密码算法中S盒所属等价类进行了检测。研究结果表明:16类S盒代表元中只有3类不存在二次回路代数关系;同属等价类S盒可能会有不同的二次回路代数关系; MANTIS、PRIDE、Marvin等轻量级算法的S盒存在多个二次回路代...

• 单位
  桂林电子科技大学