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Constructing 8 x 8 S-Boxes with Optimal Boolean Function Nonlinearity

delete2025-10-21
delete0
PRE
AI
P
Phuc-Phan Duong
C
Cong‐Kha Pham *
DOI:10.3390/cryptography9040067delete
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摘要

摘要

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替换盒 (S盒) 是现代分组密码的核心组件,负责引入基本的非线性,以防止诸如线性和差分密码分析之类的攻击。对于8位S盒,116平衡布尔函数的最高可能非线性。先前文献中报道的最佳结果在8x8 S盒的坐标布尔函数上实现了114.5的平均非线性。我们提出的方法超过了这一记录,产生了S盒,其坐标函数表现出116的平均非线性。这是一项重大成就,因为它达到了迄今为止S盒坐标布尔函数非线性的最佳结果。我们的S盒生成方法基于域GF(24) 和4x4分量S盒上的乘法。该方法也非常有效,能够产生大量具有良好密码特性的S盒。其他加密标准,如BIC、SAC、DAP和LAP,虽然不是完全最佳,但与其他报告的设计相比,仍保持在可接受的范围内。此外,提出了一种侧信道攻击评估,涵盖了在AES算法中应用所提出的S盒时在真实系统上的参数分析和实验结果。这些结果使其成为分组密码设计的领先解决方案。
Keyword:
S-Box
Boolean function
nonlinearity
cryptography
block ciphers

期刊

C
Cryptography
IF:
2.1
论文数:
47
被引数:
643

机构

U
university of electro-communications - japan
学者数:
2.6K
论文数: 2.5K
被引数: 2
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