S盒
執行替換的對稱密鑰算法的基本組件
(重定向自S-box)
在密码学中,一个S盒(Substitution-box,替换盒)是對稱密鑰加密算法执行替换计算的基本结构。在块密码中,它们通常用于模糊密钥与密文之间的关系——香农的混淆理论[1]。
通常,S-Box接受特定数量的输入比特m,并将其转换为特定数量的输出比特n,其中n 不一定等于m[1]。一个m×n的S盒可以通过包含2m条目,每条目n比特的查找表实现。S盒通常是固定的(例如DES和AES加密算法), 也有一些加密算法的S盒是基于密钥动态生成的(例如Blowfish和双鱼算法加密算法)。
DES的6×4位S盒(S5)是一个很好的例子:
S5 | 中间四个比特 | ||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0000 | 0001 | 0010 | 0011 | 0100 | 0101 | 0110 | 0111 | 1000 | 1001 | 1010 | 1011 | 1100 | 1101 | 1110 | 1111 | ||
首尾比特 | 00 | 0010 | 1100 | 0100 | 0001 | 0111 | 1010 | 1011 | 0110 | 1000 | 0101 | 0011 | 1111 | 1101 | 0000 | 1110 | 1001 |
01 | 1110 | 1011 | 0010 | 1100 | 0100 | 0111 | 1101 | 0001 | 0101 | 0000 | 1111 | 1010 | 0011 | 1001 | 1000 | 0110 | |
10 | 0100 | 0010 | 0001 | 1011 | 1010 | 1101 | 0111 | 1000 | 1111 | 1001 | 1100 | 0101 | 0110 | 0011 | 0000 | 1110 | |
11 | 1011 | 1000 | 1100 | 0111 | 0001 | 1110 | 0010 | 1101 | 0110 | 1111 | 0000 | 1001 | 1010 | 0100 | 0101 | 0011 |
给定6比特输入,将首尾两个比特作为行条件、中间四个比特(inner four bits)作为列条件进行查表,最终获得4比特输出。例如,输入“011011”,通过首尾两个比特“01”和中间的比特“1101”进行查表,最终的输出应该是“1001”[2]。
参见
编辑参考文献
编辑- ^ 1.0 1.1 Chandrasekaran, J. et al. A Chaos Based Approach for Improving Non Linearity in the S-Box Design of Symmetric Key Cryptosystems. Meghanathan, N. et al. (编). Advances in Networks and Communications: First International Conference on Computer Science and Information Technology, CCSIT 2011, Bangalore, India, January 2-4, 2011. Proceedings, Part 2. Springer. 2011: 516 [2013-03-23]. ISBN 978-3-642-17877-1. (原始内容存档于2016-05-11).
- ^ Buchmann, Johannes A. 5. DES. Introduction to cryptography Corr. 2. print. New York, NY [u.a.]: Springer. 2001: 119–120. ISBN 0-387-95034-6.
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