替代置换网络对抗替代置换网络的攻击现代密码学

代替-置换网络

混淆扩散范例

混淆

F_k(x) = f_1(x_1)\cdots f_{16}(x_{16})

分散

* 对得到的值进行重新排列

混淆-分散

在信息学领域中，持续应用混淆与扩散机制能够保证即使是最细微的变化也会被充分混合，并传播到所有输出位。

代替置换(SP)网络

单轮

输入原始信息m并结合子密钥序列K_1后，在经过异或运算得到的结果m \oplus K_1被用作S盒的操作输入。
S盒通过特定区域内元素的重新排列来实现混淆效果，并输出混合后的中间值。
对经过S盒处理得到的中间值执行进一步的重新排列优化后获得最终加密后的密文c

安全性的决定因素

* S盒(**Sbox**)
* 混合置换(**MP** , _mixing permutations_)
* 密钥编排

设计原则

S盒可逆

• 应采取可逆的方法以解密c
• 设计时需谨慎考虑 以确保加密系统的安全性 并避免采用无计划的方式 以确保系统的稳定性

雪崩效应

• 基于某种机制的混合置换表现出微弱程度的雪崩效应
• 雪崩效应的要求如下：
  1. 当