两类非线性密码组件可重构研究与电路设计

作     者：连宜新 陈韬 李伟 南龙梅 LIAN Yixin;CHEN Tao;LI Wei;NAN Longmei

作者机构：战略支援部队信息工程大学密码工程学院郑州450001 

出 版 物：《计算机工程》 (Computer Engineering)

年 卷 期：2022年第48卷第2期

页      面：156-163,172页

学科分类：07[理学] 070104[理学-应用数学] 0701[理学-数学] 

基　　金：国防创新基金(2019_JCJQ_JJ_123) 

主　　题：类AES s盒 非线性布尔函数 非线性布尔函数模块 有限域同构 密码 

摘      要：为解决对称密码中s盒和非线性布尔函数(NBF)在实现密码专用处理器时采用异构化设计导致的资源浪费问题,提出一种类AESs盒和NBF的可重构电路结构方法。分析s盒问题中的原有非线性布尔函数模块(NBFM),4-4、6-4的s盒电路能够提供更好的适配性,但不能很好地支持8-8的s盒电路。基于塔域分解理论,论证不同的类AESs盒电路差异在于输入前后的转换矩阵。采用混合基的方法将类AESs盒电路分解成GF(16)上的各个运算模块,并推导出模块比特级别表达式,在具体适配运算模块时采取门级实现、NBFM适配实现或对NBFM进行改进3种方案,实现类AESs盒和NBF的可重构电路。实验结果表明,该方法在不影响原有NBF功能的基础上,利用4个NBFM与22.7%的s盒电路面积即可实现一个完整的类AESs盒电路。