DES算法的S盒实现方法分析

S盒是DES算法中的一个关键环节。这里对使用VHDL设计S盒的方法作了一些比较和分析。     

DES算法中S盒的重组方法

DES算法是1972年美国IBM公司研制的对称密码体制加密算法,采用56位密钥长度,经过一系列的变换实现加密解密。但是自算法提出以来,面临着来自各方面的安全威胁,如穷举攻击,选择明文攻击等。本文分析DES算法的原理和特性,对原始算法提出有效的改进措施,在不影响算法加密效率的前提下,对提高DES的安全性和后续研究具有一定作用。     

DES的S盒的布尔性质

在密码学的历史上,数据加密标准DES是上个世纪七十年代提出的一个非常重要的对称密码算法,布尔函数的代数免疫度是2003年提出来的抵抗流密码的代数攻击的一个重要指标.S盒是DES中唯一的非线性部分,从布尔函数的观点,研究DES的八个S盒所构造的32布尔函数的代数免疫度和非线性度等密码学性质,这些函数都是六个变量的布尔函数.文中的计算结果表明,所有32个布尔函数的代数免疫度都达到了其理论上的最大值3.     

DES算法的安全性研究

新的密码分析方法出现以及技术的进步,使得DES算法的安全受到严重的威胁。在新的密码体制和算法被采用之前,改进DES算法是提高其安全性的有效途径。     

基于S盒优化的轻量级加密算法设计

分组密码一直是解决信息系统安全问题的常用加密方法。分组密码的典型代表数据加密标准DES（Data Encryption Standard）被广泛应用于软件加密和硬件加密,其中所体现的设计思想和设计原则依然值得研究和借鉴。S盒作为DES算法的一个关键环节,它的设计好坏直接影响DES的加密性能。通过对分组密码安全性设计的分析,立足于DES算法框架,提出了一种轻量级安全加密算法LEA（Light weight Encryption Algorithm）,通过增加位选逻辑陷阱来对S盒中的元素进行选取和重新优化设计,最后从S盒统计特性角度对其安全性进行分析。该算法能有效解决低成本系统的安全问题。     

求S盒布尔函数表达式的一种新算法

求分组密码S盒布尔函数表达式就是要确定表达式的各个系数。本文给出布尔函数表达式中通项的取值与输入值之间的关系，证明了表达式通项的系数可由已知系数来确定，从而设计出求S盒布尔函数表达式一种新的递归算法。算法只进行异或和内积运算，运算次数少，具有简洁、易于编程实现、准确而快速的特点。应用于DES获得与公开文献相符的结果，应用于AES首次求出其S盒的布尔函数表达式。     

DES算法IP核通信机制的设计

通过分析数据加密标准(DES)的算法结构,给出了算法IP核通信机制的设计方案.通过对其通信机制分析设计,提高了通信双方传输有效数据的速度,最后对其进行时序分析并给出了它的性能参数.     

DES S—盒对和三元组

本文描述了在ＤＥＳ中可能引起在明／密文对和相关密钥中观察到统计特性的潜在弱点的研究情况。然而，使用这个特性所需要的已知明文的加密次数与穷尽密钥搜索的加密次数相同，因此，这种潜在的“弱点”主要在理论上有意义。     

Rijndael算法中S盒优化测试方法研究

文章首先说明了Rijndael算法中S盒的四种测试方法,包括差分、线性、雪崩和布尔表达式测试。使用有限域中30个最高次幂为8的不可约多项式利用MATLAB构造不同S盒,然后对这些S盒进行优化测试,发现它们在差分和线性测试上性能相似,在雪崩和布尔表达式测试方面的差别主要在稳定性和分布均匀性上,从这两方面得到了最优的S盒。     

关于S—盒的布尔函数表达式

提出一种求S—盒的布尔函数表达式的系统方法,并由此法推出了DES中所有S—盒的布尔函数表达式,根据这些布尔函数表达式又导出了DES中S—盒的几点简单性质。     

用VHDL语言进行电路设计及其优化方法

阐述了ＶＨＤＬ语言的构成、特点以及它的优化设计方法,并给出了一个优化设计实例。     

基于FPGA的3DES加密算法高速实现

介绍了3DES加密算法的原理并详尽描述了该算法的FPGA设计实现，设计中还采用了流水线技术来提高速度，添加了输入和输出接口的设计以增强应用的灵活性，各模块均用硬件描述语言VHDL实现，最终下载到FPGA芯片Stratix中。     

信息安全中的DES加密算法

根据密钥类型不同将现代密码技术分为2类：一类是对称加密(秘密钥匙加密)系统；另一类是公开密钥加密(非对称加密)系统。着重讨论DES的加密算法，详细论述了DES的算法流程，并探讨了DES算法的缺陷和漏洞。     

Chaos-based color image block encryption scheme using S-box

A chaos-based color image encryption scheme using bijection is designed. The whole image is diffused by exclusive or (XOR) operation for random rounds, each color component is separated into blocks with the same size. A bijective function f: B → S between block set B and S-box set S, is built. The corresponding 8 × 8 S-box is dynamically generated by the Chen system with variable conditions. The ciphered image can be obtained after substituting each block with the paired S-box. Numerical simulation and security analysis demonstrate that the scheme is practical in image encryption.     

AES算法中S-box和列混合单元的优化及FPGA实现

由于AES算法的硬件实现较为复杂,在此提出一种优化算法中S-box和列混合单元的方法.其中S-box通过组合和有限域映射的方法进行优化,列混合单元使用算式重组的方法进行优化.这些优化设计通过组合逻辑实现,经过仿真并在Xilinx Spartan 3系列FPGA上进行综合验证,可以将结构简化,使AES电路面积得到优化,明显节约硬件资源.     

DES算法在DSP中的实现及优化

DES算法是最早、最著名的对称密钥加密算法,它是由IBM公司在上个世纪70年代发展起来的。几十年来,DES一直活跃在国际保密通信的舞台上,扮演了十分重要的角色,被广泛应用在ATM、智能卡和USBKey等很多领域。介绍了DES算法产生的背景以及算法流程,并讲述了在TMS320VC33中的实现和优化的问题,并对优化前和优化后的效率进行了比较。     

基于FPGA的3DES加密系统的设计与实现

针对网络通信安全问题,分析了3DES加密算法的原理,描述了该算法FPGA设计的高速实现,各个模块均用硬件描述语言（VHDL）实现。系统最终在XilinxISE10．1开发工具下进行编译、仿真验证及逻辑综合,完成了对数据的加解密运算。仿真结果表明,该系统可广泛应用于网络安全产品及其电子安全设备中。