دو روش جدید برای طراحی رمزهای قالبی ۱۹۲ بیتی بر اساس ساختار سوئیچینگ و لایه‌های انتشار بازگشتی

نویسندگان

1 دانشگاه امام حسین

2 دانشگاه آزاد اسلامی اصفهان (واحد خوراسگان)

چکیده

در سال­های اخیر به رمزهای قالبی در مقایسه با رمزهای دنباله­ای به­دلیل وجود اثبات امنیتی و دامنه کاربرد گسترده­ بیشتر توجه شده است. طراحی اغلب رمزهای قالبی بر اساس ساختار جانشانی-­ جایگشتی(SPN) یا فیستلی است. گرچه ساختارهای فیستلی در مقایسه با ساختار SPN مزایای بیشتری دارند اما به دلیل داشتن تعداد جعبه­های جانشانی فعال کمتر، لذا دارای ضعف امنیتی هستند. در این مقاله دو روش جدید برای طراحی الگوریتم­های رمز قالبی 192 بیتی ارائه می­شود که در آن‌ها از ساختار سوئیچینگ و لایه­های انتشار بازگشتی به­منظور افزایش تعداد جعبه­های جانشانی فعال و کارایی بیشتر استفاده شده است. روش اول مبتنی بر ساختار سوئیچینگ و لایه­های انتشار بازگشتی چندگانه 3×3 و روش دوم مبتنی بر ساختار سوئیچینگ و لایه­های انتشار بازگشتی چندگانه 2×2 است. امنیت ساختارهای ارائه‌شده با استفاده از روش برنامه­ریزی خطی مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفته است که نتایج حاصل نشان از مقاومت آن‌ها در برابر تحلیل­های خطی و تفاضلی دارد. همچنین، با توجه به این که لایه­های انتشار بازگشتی در مقایسه با ماتریس­های MDS از سرعت و کارایی مناسبی در نرم­افزار و    سخت­افزار برخوردارند لذا می­توان گفت که الگوریتم­های طراحی‌شده با استفاده از این روش­ها کارایی بیشتری دارند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Two New Methods for Designing 192-bit Block Ciphers Based on Switching Structure and Recursive Diffusion Layers

چکیده [English]

In recent years, compared with stream ciphers more attention has been to block ciphers because of their proved security and wide application. Design of most block ciphers are based on substitution-permutation network (SPN) or Fiestel structure. Although Fiestel structures compared with SPN has many benefits, but since they have less active S-boxes in round function, it has a security weakness. In this paper, we introduce two new methods for designing 192-bit block cipher algorithms that use Switching Structure and Recursive Diffusion Layers to increase active S-boxes. The first method is based on switching structure and 3×3 multiple Recursive Diffusion Layers and the second method used switching structure and 2×2 multiple Recursive Diffusion Layers. Security of tow structures using linear programming offered analysed with linear programming and evaluated the results show of resistance to linear and differential cryptoanalysis. Also, since the Recursive Diffusion Layers are more efficient than MDS matrices in software and hardware, thus designed algorithms with these methods have high performance in various platforms.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Switching Structure
  • Recursive Diffusion Layers
  • Linear Programming
  • Differential Cryptoanalysis
  • Linear Cryptoanalysis