基于仿射变换S盒的轻量级杂凑函数

摘要：

针对轻量级杂凑函数的线性层结构单一易受统计饱和攻击的问题,提出一种以海绵结构为主体,内部置换函数为仿射变换 S 盒结构的轻量级杂凑函数.仿射变换后的S 盒继承了原S 盒良好的密码特性,同时在很大程度上弥补了线性层结构过于简单的不足.根据最优4 bit最优S 盒仿射等价类的具有最大差分概率的差分对个数、具有最优线性逼近关系的掩码个数及最大分支数确定了仿射变换S 盒原型;通过差分及线性密码分析、统计饱和攻击分析了内部置换结构的安全性;设计了仿射变换结构的控制逻辑及算法整体的串／并行硬件实现方案,并在Design Compiler上进行了综合验证.结果表明,基于仿射变换S 盒的轻量级杂凑函数在只加入了一些简单控制逻辑的情况下,提高了统计饱和分析中追踪特定比特位扩散路径的难度,即仿射变换结构增加了线性扩散层的混淆性,优化了其抗统计饱和攻击的能力.

关键词：轻量级、杂凑函数、S盒、仿射变换、统计饱和分析

所属期刊栏目：44

分类号：TN918.4

在线出版日期：2018-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1185-1193