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S盒

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密碼學中,一個S盒Substitution-box替換盒)是對稱金鑰加密演算法執行替換計算的基本結構。在塊密碼中,它們通常用於模糊金鑰與密文之間的關係——香農混淆理論[1]

通常,S-Box接受特定數量的輸入位元m,並將其轉換為特定數量的輸出位元n,其中n 不一定等於m[1]。一個m×n的S盒可以通過包含2m條目,每條目n位元的尋找表實現。S盒通常是固定的(例如DESAES加密演算法), 也有一些加密演算法的S盒是基於金鑰動態生成的(例如Blowfish雙魚演算法加密演算法)。

DES的6×4位元S盒(S5)是一個很好的例子:

S5 中間四個位元
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
首尾位元 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

給定6位元輸入,將首尾兩個位元作為行條件、中間四個位元(inner four bits)作為列條件進行查表,最終獲得4位元輸出。例如,輸入「011011」,通過首尾兩個位元「01」和中間的位元「1101」進行查表,最終的輸出應該是「1001」[2]

參見

參考文獻

  1. ^ 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. (編). 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. (原始內容存檔於2016-05-11). 
  2. ^ 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.