针对轻量级杂凑函数的线性层结构单一易受统计饱和攻击的问题,提出一种以海绵结构为主体,内部置换函数为仿射变换S盒结构的轻量级杂凑函数。仿射变换后的S盒继承了原S盒良好的密码特性,同时在很大程度上弥补了线性层结构过于简单的不足。根据最优4 bit最优S盒仿射等价类的具有最大差分概率的差分对个数、具有最优线性逼近关系的掩码个数及最大分支数确定了仿射变换S盒原型;通过差分及线性密码分析、统计饱和攻击分析了内部置换结构的安全性;设计了仿射变换结构的控制逻辑及算法整体的串/并行硬件实现方案,并在Design Compiler上进行了综合验证。结果表明,基于仿射变换S盒的轻量级杂凑函数在只加入了一些简单控制逻辑的情况下,提高了统计饱和分析中追踪特定比特位扩散路径的难度,即仿射变换结构增加了线性扩散层的混淆性,优化了其抗统计饱和攻击的能力。 相似文献
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