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袁峰 (袁峰.) [1] | 江继军 (江继军.) [2] | 杨旸 (杨旸.) [3] | 欧海文 (欧海文.) [4] | 王敏娟 (王敏娟.) [5]

Indexed by:

CQVIP PKU CSCD

Abstract:

分组密码的安全性主要依赖于S盒(向量值密码函数)的各项安全性指标.分组密码S盒的最优选择就是差分均匀度为4的向量值密码函数.逆函数是最著名的差分均匀度为4各项安全性指标均优良的向量值函数.著名的 AES分组密码算法、Camellia分组密码算法、CLEFIA分组密码算法和SMS4 分组密码算法均采用有限域F2^8 上与逆函数仿射等价的向量值函数作为S盒.目前对于与逆函数仿射等价S盒的研究,主要侧重于研究分组密码算法经过多轮后活跃S盒的数量.与以往的研究角度有所不同,该文要研究有限域Fp^n 上与逆函数仿射等价向量值密码函数的计数问题.若能计算出与逆函数仿射等价密码函数的数量,在实际应用中就知道有多少个与逆函数仿射等价的S盒可供算法设计者选择.将有限域F2^n 上的逆函数推广成有限域Fp^n 上的逆函数,其中p 2是一个素数,这是一个更为一般的逆函数.首先,该文定义(T1 ,R1 )和(T2 ,R2 )之间的运算“*”为(T2 ,R2 )*(T1 ,R1 )··=(T2 T1 ,R1 R2),其中(T1 ,R1 ),(T2 ,R2 )∈Affn^-1(Fq)×Affn^-1(Fq),Affn^-1(Fq)是有限域Fq上的 n×n阶可逆仿射变换群,q=p^m ,p 2是一个素数,m 1是一个正整数,“”表示映射的合成.证明了 Affn^-1(Fq)×Affn^-1(Fq)关于运算“*”是一个群;使得等式 F=V F W 成立的可逆仿射变换对(V,W)∈Affn^-1(Fq)×Affn^-1(Fq)关于运算“*”是Affn^-1(Fq)×Affn^-1(Fq)的一个子群.然后,利用以上结论和有限域的一些性质证明了,当p 3且n 2时,或者p=2且n 4时,对于有限域Fp^n 上的逆函数F(x)=x^-1 =x^p^n-2 ,使得等式F=ν F μ成立的可逆仿射变换μ和ν线性化多项式的形式只能是μ(x)=Stx^p^t 和ν(x)=St^p^n-t x^p^n-t ,0 ≠S t ∈Fp^n ,t=0,1,…,n-1.于是,使得等式F=ν F μ成立的所有可逆仿射变换对(ν,μ)的数量为n(p n -1).利用这些可逆仿射变换对(ν,μ)所形成的子群对群Affn^-1(Fp )×Affn^-1(Fp )划分等价类,商集中陪集首的个�

Keyword:

S盒 密码函数 密码学 数量 等价 逆函数

Community:

  • [ 1 ] 北京电子科技学院密码科学与技术系,北京100070
  • [ 2 ] 北京电子科技学院信息安全研究所,北京100070
  • [ 3 ] 福州大学数学与计算机科学学院,福州350108

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Source :

计算机学报

ISSN: 0254-4164

Year: 2019

Issue: 5

Volume: 42

Page: 1126-1136

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