Block Cipher Generation Model: A Step Towards Generative Ciphers

Muhammad Fahad Khan

doi:10.3390/sym18050853

Block Cipher Generation Model: A Step Towards Generative Ciphers

2026-05-18

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Muhammad Fahad Khan *

DOI：10.3390/sym18050853

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保护机密信息是一个全球性挑战，而分组密码是实现数据安全最可靠的选择。据我们所知，此类研究尚属首次，为分组密码设计研究开辟了新途径，将范式从密码学家设计的密码转变为计算生成。我们提出了一种名为分组密码设计生成模型（BCDGM）的计算模型，用于自动生成新型分组密码及其基元（如密码结构、S盒、逆S盒、P盒、轮函数、半轮函数和派生密钥）的完整设计，无需密码学家的参与。为此，BCDGM仅需高质量的量子随机位作为输入即可生成大量新型分组密码。在国际商业机器公司（IBM）量子圣地亚哥计算机上设计了一个量子电路以生成高质量随机位。由于完全依赖量子随机位，BCDGM本身及其所有生成的密码结构和基元始终是透明的、不可复现的和非确定性的。此外，BCDGM做出的每项决策都是随机的。因此，BCDGM生成的密码避开了其他密码中存在的潜在漏洞和攻击。进行了广泛实验，生成了超过五万个新型分组密码设计，并在107太字节的数据上进行了测试。生成的密码与包括五个AES竞赛决赛选手在内的十二种知名标准分组密码进行了比较。结果表明，所提出的分组密码在某些情况下优于标准密码，并在许多情况下实现了等效的安全强度。所提出模型的实现已公开可用。

Keyword:

cryptography

symmetric cryptography

computationally generative ciphers

block ciphers

cipher primitives

Block Cipher Generation Model: A Step Towards Generative Ciphers

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