Sparkle家族轻量级加密与哈希：提升IoT设备数据安全性

本文档关注于物联网（IoT）时代背景下，针对设备间数据安全传输的需求，特别是对那些计算能力有限的设备，如何设计高效的轻量化密码学算法。Sparkle家族中的Schwaemm和Esch算法被重点介绍，它们分别是轻量级的身份验证密码和哈希函数。 Schwaemm是一种专为资源受限设备设计的加密技术，它结合了明文机密性与完整性和身份验证的功能。该算法利用排列的Sparkle家族结构，旨在以极低的CPU周期消耗提供强大且可靠的数据保护。其内部状态大小为48字节（对于Esch256版本）或64字节（Esch384版本），数据块大小为16字节，分别对应128位（256比特）和192位（384比特）的安全级别。这些特性使得它能够在低功耗环境中运行，特别适合电池供电的微控制器，有助于减少能源消耗。 Esch哈希函数则专注于单向性和抗碰撞特性，用于生成数据的固定长度摘要，保证数据完整性。Esch256和Esch384版本分别支持128位和192位的安全强度，数据限制分别为2132字节和2196字节。这些哈希函数的设计目标是提供足够的安全性，同时避免复杂的实现细节，以便在资源受限的设备上高效执行。 文档详细描述了这两个算法的具体实现、内部结构和性能指标，以及它们在实际应用中的潜在优势，比如降低电池供电设备的加密操作能量消耗。此外，作者还提供了联系信息，包括论文作者、提交人邮箱、电话以及Sparkle团队的主页，供读者进一步查询或参与到研究讨论中。 本文档是密码学和哈希函数领域的重要参考资料，对于优化物联网设备之间的安全通信，特别是在处理低功耗、高效率要求方面，具有显著的实际价值。