RAIN:一种高效安全的轻量级分组密码算法
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更新于2024-07-03
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"RAIN是一种轻量级的分组密码算法,设计时采用了SPN(替换-置换网络)结构,适用于软硬件和门限实现。它支持64位和128位两种分组长度,拥有相同的轮函数结构,强调安全性和实现效率。混淆层使用4位S盒,兼顾安全性与实现性能,与扩散层的混合运算提升实现性能。算法经过差分分析、不可能差分分析、积分攻击和不变子空间分析,显示出强大的安全性。此外,RAIN在PC、ARM和FPGA平台上表现出色,S盒可转化为基本逻辑运算,利于抵抗侧信道攻击。关键词包括轻量级可调分组密码、SPN结构、分组密码设计、RAIN算法和混合整数线性规划。"
RAIN算法的核心是SPN结构,这是一种在分组密码设计中广泛采用的方法,由替换和置换两部分组成,通过迭代操作实现混淆和扩散,以达到强雪崩效应,确保数据的安全性。算法设计者在设计混淆层时特别选择了4位S盒,不仅考虑了安全特性,还考虑到了实际的软硬件实现。S盒的这种设计使得混淆效果和实现性能得到平衡,尤其适合于资源有限的环境。
安全性分析方面,RAIN算法经过了多种攻击模型的检验,包括差分分析、不可能差分分析、积分攻击和不变子空间分析。这些分析方法都是密码学中常用的安全评估手段,结果表明RAIN具有较高的安全冗余,能够抵御现有的攻击策略。
在实现效率上,RAIN表现出色,无论是在PC机、ARM架构的嵌入式系统,还是在FPGA硬件平台上,都能获得良好的性能。特别是在FPGA平台上,这种轻量级的设计往往能实现高效且节省资源的加密解密操作。此外,RAIN的S盒可以简化为基本逻辑运算,降低了抗侧信道攻击的实现成本,增强了实际应用中的安全性。
RAIN算法是一个兼顾安全性和效率的轻量级分组密码方案,适用于各种环境,尤其是对于资源有限的软硬件平台,其设计和实现都显示出了高超的密码学技巧和实用性。通过采用创新的SPN结构和优化的S盒设计,RAIN在保证强安全性的同时,提供了高效的软硬件实现,为信息安全领域提供了一个可靠的解决方案。
2022-07-01 上传
2022-11-28 上传
2024-03-31 上传
2023-10-30 上传
2023-05-15 上传
2023-08-30 上传
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2023-05-26 上传
2023-07-20 上传
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