代换-置换网络

✍ dations ◷ 2025-07-11 05:54:27 #代换-置换网络

在密码学中,代换-置换网络(或译作置换排列网络,英语:Substitution-Permutation Network,缩写作SP-network或SPN)是乘积密码和分组加密的一种,美国数学家克劳德·香农在1949年为了找到利用简单的代换-置换方式进行加密的常规加密方式,发明了代换-置换网络。

代换-置换网络是一系列被应用于分组密码中相关的数学运算,高级加密标准(英语:AES)、3-Way(英语:3-Way)、Kuznyechik(英语:Kuznyechik)、PRESENT(英语:PRESENT_(cipher))、SAFER(英语:SAFER)、SHARK、Square都有涉用。这种加密网络使用明文块和密钥块作为输入,并通过交错的若干“轮”(或“层”)代换操作和置换操作产生密文块。代换(Substitution)和置换(Permutation)分别被称作S盒(替换盒,英语:S-boxes)和P盒(排列盒,英语:P-boxes)。由于其实施于硬件的高效性,SPN的应用十分广泛。

一个SPN包括两个长度分别为l, m的映射变换,变换结果为lm分组长度的明文到相同分组长度的密文空间。为对分组进行加密,需要一个同样长度为lm的密钥。而该密钥每一轮加密中均不相同,由初始密钥K按照一定原则产生。加密主要包括三个部分:代换,置换和轮密钥混合(通常为异或(英语:XOR)操作)。 密钥的生成规则称为密钥编排算法。

定义:

π s : { 0 , 1 } l { 0 , 1 } l {displaystyle pi _{s}:lbrace 0,1rbrace ^{l}to lbrace 0,1rbrace ^{l}}

π p : { 1 , 2 , . . , l m } { 1 , 2 , . . , l m } {displaystyle pi _{p}:lbrace 1,2,..,lmrbrace to lbrace 1,2,..,lmrbrace }

为S盒和P盒。加密共N轮。则对

K ( { 0 , 1 } l m ) N {displaystyle Ksubseteq (lbrace 0,1rbrace ^{lm})^{N}}

的密钥编排方案,使用如下算法顺序加密明文x

直至生成密文。

被选作高级加密标准的Rijndael使用的就是8比特映射到8比特的S盒,密钥长度最小为128比特,最小轮数为10,分组长度同样为128比特。该大小的S盒和密钥长度保证了安全性。常用的变种包括使用不止一个S盒,或者在每一轮中增加或替换一个可逆的线性变换,这可以在高级加密标准中看到。


相关

  • 蔬菜蔬菜,是指可以做菜、烹饪成为食品的,除了谷物以外的其他植物(多属于草本)生活中所指的的蔬菜,常和“水果”分开讨论。不过也常和水果合称为“蔬果”。另外,和“野菜”不同的地方,在
  • 硝酸四乙腈合铜(I)硝酸四乙腈合铜(I)是一种配位化合物,化学式NO3。硝酸四乙腈合铜(I)可由铜粉和硝酸银的乙腈溶液反应得到。硝酸铜和铜在热的乙腈中反应亦可得到硝酸四乙腈合铜(I)。它在失去溶
  • 阿雷尼-1阿雷尼-1(Areni-1 shoe)是一边于2008年在亚美尼亚瓦约茨佐尔省阿雷尼村发现的存在5500年之久的比冰人奥茨脚上的鞋还早数百年的皮鞋,被现代研究员认为是世界上最古老的皮质鞋类
  • 金善教金善教(朝鲜语:김선교/金善敎 ,1960年9月18日-),大韩民国保守派政治人物,第21届国会议员。
  • 冈本保冈本保(日语:岡本 保,1951年-)是日本的总务官僚。大阪府出身。1974年毕业于东京大学法学部后进入自治省工作。1974年,调任栃木县地方课。1976年,回任自治省财政局调整课。1978年,转
  • FLOW (乐团)FLOW是日本一组摇滚乐团,隶属于Amuse旗下,1998年结成,2003年发行首张单曲“ブラスター”后正式出道。代表作:《days》、《sign》、《go》、《hero希望の歌》。主唱,出生于埼玉県
  • 建安机械建安机械私人有限公司,简称建安机械(英语:Kian Ann Engineering Limited,新交所除牌时K04),在1965年由刘汉章(主席),罗鹏基(总经理)创立,现时为Invicta Holdings Limited旗下公司。业务
  • 周璐璐周璐璐(1988年3月19日-),山东烟台人,中国女子举重运动员,亦为中国国家举重队成员。1999年,牟平体校举重队教练杜师在大窑镇发现正在参加牟平区中小学生运动会铅球比赛的周璐璐,马上看出个头高大、身体壮实的她是举重的好苗子,便把她招进体校,开始练习举重。2012年,周璐璐代表中国出战英国伦敦举行的奥林匹克运动会举重比赛女子75公斤以上级赛事。在先进行的抓举比赛中,她在第一次便试举142公斤,一举打破了奥运会纪录,其后又以146公斤将纪录再次刷新;不过,主要对手俄罗斯的卡什利娜(Tatiana Kash
  • 两西西里的玛丽亚·安东妮亚两西西里的玛丽亚·安东妮亚(意大利语:Maria Antonia di Borbone-Due Sicilie,1814年12月19日-1898年11月7日),托斯卡纳大公夫人,两西西里国王法兰西斯科一世的第四女。1833年,玛丽亚·安东妮亚与托斯卡纳大公利奥波多二世结婚。利奥波多的母亲是玛丽亚·安东妮亚的姑姑,因此两人是表兄妹。两人共有4子3女:
  • 西蒙切利西蒙切利(意大利语:Simoncelli)是一个意大利语中经常使用的名或姓的中文音译。知名人物有: