基于抗退化混沌系统和初等元胞自动机的动态S盒设计

摘要：

S盒是多数分组密码算法的基本非线性模块,可以满足分组密码算法的混淆、扩散要求.为了提高混沌S盒的安全性,文中利用抗退化混沌系统生成S盒元素,基于初等元胞自动机生成S盒检索表的方式来生成S盒.抗退化混沌系统可以避免发生Skew Tent系统进入不动点的情况,消除低精度下系统进入短周期的现象.因为初等元胞自动机的迭代规则为二元域上的运算,且满足时空上的离散性,所以,将初等元胞自动机运用到混沌分组密码中时,不用考虑动力学退化的问题.当初等元胞自动机的迭代规则为全局混沌规则时,只要元胞个数足够,就可以保证输出的伪随机性.利用初等元胞自动机生成S盒的检索表,在保证S盒设计的混淆原则的同时还可以简化S盒的生成步骤.最后对所设计的S盒进行安全性分析对比,实验结果表明,所提方法生成的S盒具有良好的安全性,满足分组密码的混淆、扩散原则,可用于混沌分组密码算法设计中.

关键词：S盒、抗退化、混沌、初等元胞自动机、Lorenz系统、Skew Tent系统

所属期刊栏目：50

分类号：TP309.7(计算技术、计算机技术)

在线出版日期：2023-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：333-339