S盒
在密码学中，一个S盒（Substitution-box，替换盒）是對稱密鑰加密算法执行替换计算的基本结构。在块密码中，它们通常用于模糊密钥与密文之间的关系——香农的混淆理论[1]。
通常，S-Box接受特定数量的输入比特m，并将其转换为特定数量的输出比特n，其中n 不一定等于m[1]。一个m×n的S盒可以通过包含2m条目，每条目n比特的查找表实现。S盒通常是固定的（例如DES和AES加密算法）, 也有一些加密算法的S盒是基于密钥动态生成的（例如Blowfish和双鱼算法加密算法）。
DES的6×4位S盒（S5）是一个很好的例子：
| S5 | 中间四个比特 | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0000 | 0001 | 0010 | 0011 | 0100 | 0101 | 0110 | 0111 | 1000 | 1001 | 1010 | 1011 | 1100 | 1101 | 1110 | 1111 | ||
| 首尾比特 | 00 | 0010 | 1100 | 0100 | 0001 | 0111 | 1010 | 1011 | 0110 | 1000 | 0101 | 0011 | 1111 | 1101 | 0000 | 1110 | 1001 |
| 01 | 1110 | 1011 | 0010 | 1100 | 0100 | 0111 | 1101 | 0001 | 0101 | 0000 | 1111 | 1010 | 0011 | 1001 | 1000 | 0110 | |
| 10 | 0100 | 0010 | 0001 | 1011 | 1010 | 1101 | 0111 | 1000 | 1111 | 1001 | 1100 | 0101 | 0110 | 0011 | 0000 | 1110 | |
| 11 | 1011 | 1000 | 1100 | 0111 | 0001 | 1110 | 0010 | 1101 | 0110 | 1111 | 0000 | 1001 | 1010 | 0100 | 0101 | 0011 | |
给定6比特输入，将首尾两个比特作为行条件、中间四个比特（inner four bits）作为列条件进行查表，最终获得4比特输出。例如，输入“011011”，通过首尾两个比特“01”和中间的比特“1101”进行查表，最终的输出应该是“1001”[2]。
参见
[编辑]参考文献
[编辑]- ^ 1.0 1.1 Chandrasekaran, J. et al. A Chaos Based Approach for Improving Non Linearity in the S-Box Design of Symmetric Key Cryptosystems. Meghanathan, N. et al. (编). Advances in Networks and Communications: First International Conference on Computer Science and Information Technology, CCSIT 2011, Bangalore, India, January 2-4, 2011. Proceedings, Part 2. Springer. 2011: 516 [2013-03-23]. ISBN 978-3-642-17877-1. （原始内容存档于2016-05-11）.
- ^ Buchmann, Johannes A. 5. DES. Introduction to cryptography Corr. 2. print. New York, NY [u.a.]: Springer. 2001: 119–120. ISBN 0-387-95034-6.
