韩妍妍¹,何彦茹¹,刘培鹤¹,张铎¹,王志强^1,2,何文才¹

¹(北京电子科技学院 北京 100070);²(国家信息中心 北京 100070) (hyy@besti.edu.cn)

出版日期: 2020-10-01


基金资助:国家重点研发计划项目(2017YFB0801803)

A Dynamic S-Box Construction and Application Scheme of ZUC Based on Chaotic System

Han Yanyan¹, He Yanru¹, Liu Peihe¹, Zhang Duo¹, Wang Zhiqiang^1,2, He Wencai¹

¹(Beijing Electronic Science & Technology Institute, Beijing 100070);²(State Information Center, Beijing 100070)

Online: 2020-10-01


Supported by:This work was supported by the National Key Research and Development Program of China (2017YFB0801803).

摘要/Abstract

摘要： S盒作为ZUC算法中的唯一非线性部件，其安全强度对整个算法的安全性起着至关重要的作用.混沌系统因其具有良好的随机性和高初值敏感性被广泛应用于S盒设计中.目前，基于混沌思想构造S盒的方案大多采用单一的混沌映射且存在不能动态生成S盒等问题.针对该问题，提出了一种基于混沌系统的ZUC动态S盒构造方案.首先，通过对2个经典混沌系统的复合映射进行迭代操作，并将置乱思想引入S盒设计中，对产生的序列进行Arnold映射，不仅增加了S盒的非线性特性，而且可以实现动态生成S盒.其次，使用所构造的S盒替换ZUC算法中的固定S盒，并将其应用到资源受限的物联网设备中对感知层数据进行加密.最后，通过大量实验，验证所设计的混沌系统产生的S盒安全性更高，在ZUC等轻量级密码算法中具有很好的应用前景.

参考文献

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