曹梅春¹,张文英¹,陈彦琴²,邢朝辉^1,3,吴磊¹

¹（山东师范大学信息科学与工程学院 济南 250358）；²（三未信安科技股份有限公司 济南 250014）；³（山东交通学院理学院 济南 250357) (caomeichun@stu.sdnu.edu.cn)

出版日期: 2021-05-01


基金资助:国家自然科学基金项目(61672330)；山东省自然科学基金项目(ZR2020KF011,ZR2020MF056)

RAIN: A Lightweight Block Cipher Towards Software, Hardware and Threshold Implementations

Cao Meichun¹, Zhang Wenying¹, Chen Yanqin², Xing Zhaohui^1,3, Wu Lei¹

¹（School of Information Science and Engineering, Shandong Normal University, Jinan 250358);²(Sansec Technology Co., Ltd, Jinan 250014);³(School of Sciences, Shandong Jiaotong University, Jinan 250357)

Online: 2021-05-01


Supported by:This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (61672330) and the Natural Science Foundation of Shandong Province of China (ZR2020KF011, ZR2020MF056).

摘要/Abstract

摘要： RAIN算法的设计基于国际上分组密码设计广泛采用的SPN(substitution permutation network)结构，通过迭代混淆层S盒和扩散层字混合提供强雪崩效应，不仅保证强的安全性，还兼顾了软硬件实现.算法支持64b分组和128b分组，2种不同的分组长度采用相同的轮函数结构实现，方案简洁优美.混淆层采用4b的S盒实现，在S盒实现的时候不仅考虑了其安全性，还考虑S盒的软硬件实现，与扩散层的混合运算结合提供高的实现性能.从差分分析、不可能差分分析、积分攻击和不变子空间分析4个方面对算法进行了自评估，在分析的过程中使用了一些最新的分析方法以及基于MILP(mixed integer linear programming)的自动化搜索等，结果显示：算法可以抵抗现有的分析方法，并且具有较大的安全冗余.RAIN算法软硬件实现效率高，在PC机、ARM平台和硬件FPGA(field programmable gate array)平台下都具有出色的实现性能.算法S盒可以转换为基本逻辑运算，抗侧信道攻击实现代价低.

参考文献

相关文章 1

[1]	刘艺,张红旗,杨英杰,常德显. 一种区分等级的可生存服务功能链映射方法[J]. 计算机研究与发展, 2018, 55(4): 748-767.

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