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Splight: A Lightweight Block Cipher for Resource-Constrained Embedded Devices
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PRE
AI
DOI：10.1109/TC.2026.3689069.png)
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摘要
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物联网(IoT)部署的快速扩展加速了传感器基础设施的发展。然而，资源受限的嵌入式设备需要能在低功耗和高安全性之间实现最佳平衡的加密算法。鉴于传统Feistel结构因半状态更新导致扩散效率低下，而SP结构因活跃S盒数量有限存在安全缺陷。本文提出了一种结合Feistel结构和S-P-S操作的优化逻辑组合方法，设计了一种轻量级分组密码算法Splight。Splight通过全状态迭代克服了Feistel结构的效率瓶颈，并借助S-P-S替换层增加活跃S盒数量以增强安全性。随后，基于MILP构建半字节自动化分析模型，采用Gurobi求解器实现可验证的安全评估。同时，对Splight进行安全分析以证明算法具有高安全性能。最后，建立了Splight的轮级硬件架构描述和ASIC实现。实验结果对比显示，软件性能下加密和解密速率分别为224.16Mbps和386.57Mbps，具有高运行时效率；硬件性能在SMIC180nm工艺下功耗低至3.44mW，吞吐量达1.14Gbps。
Keyword:
Feistel structure
SP structure
MILP
internet of things
lightweight block cipher
hardware implementation cost
期刊
IF:
3.8
论文数:
5.4K
被引数:
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