基于抗退化混沌系统和初等元胞自动机的动态S盒设计

S盒是多数分组密码算法的基本非线性模块，可以满足分组密码算法的混淆、扩散要求。为了提高混沌S盒的安全性，文中利用抗退化混沌系统生成S盒元素，基于初等元胞自动机生成S盒检索表的方式来生成S盒。抗退化混沌系统可以避免发生Skew Tent系统进入不动点的情况，消除低精度下系统进入短周期的现象。因为初等元胞自动机的迭代规则为二元域上的运算，且满足时空上的离散性，所以，将初等元胞自动机运用到混沌分组密码中时，不用考虑动力学退化的问题。当初等元胞自动机的迭代规则为全局混沌规则时，只要元胞个数足够，就可以保证输出的伪随机性。利用初等元胞自动机生成S盒的检索表，在保证S盒设计的混淆原则的同时还可以简化S盒的生成步骤。最后对所设计的S盒进行安全性分析对比，实验结果表明，所提方法生成的S盒具有良好的安全性，满足分组密码的混淆、扩散原则，可用于混沌分组密码算法设计中。