Design of Highly Nonlinear Substitution Boxes Based on I-Ching Operators
Design of Highly Nonlinear Substitution Boxes Based on I-Ching Operators
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基于《易经》算子的高度非线性替换盒设计
DOI：
10.1109/tcyb.2018.2846186
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发表时间：
2018-07
影响因子：
11.8
通讯作者：
Bin Hu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tong Zhang;C. L. Philip Chen;Long Chen;Xiangmin Xu;Bin Hu
本文是设计替代盒（S盒）使用创新的易经运营商（ICO），已经从中国古代易经哲学演变而来。这三个操作符-intrination，turnover和mutual-继承自I-Ching，专门设计用于生成密码学中的S盒。为了分析这三个运营商，身份，组合性和周期性措施的开发。所有这三个操作符都只应用于改变布尔函数的输出位置。因此，S-Box的双射性质自动满足。这意味着我们的方法可以避免奇异值，这对生成S盒非常重要。基于ICO的周期性，构造了一种新的网络，并将其应用于S盒的设计算法中。为了检验我们所提出的方法的效率，采用了一些常用的标准，如非线性，严格雪崩准则，微分近似概率，线性近似概率。比较结果表明，与其他方案相比，应用ICO设计的S-Box具有更高的安全性和更好的性能。此外，该方法也可以以类似的方式用于其他实践问题。
This paper is to design substitution boxes (S-Boxes) using innovative I-Ching operators (ICOs) that have evolved from ancient Chinese I-Ching philosophy. These three operators-intrication, turnover, and mutual- inherited from I-Ching are specifically designed to generate S-Boxes in cryptography. In order to analyze these three operators, identity, compositionality, and periodicity measures are developed. All three operators are only applied to change the output positions of Boolean functions. Therefore, the bijection property of S-Box is satisfied automatically. It means that our approach can avoid singular values, which is very important to generate S-Boxes. Based on the periodicity property of the ICOs, a new network is constructed, thus to be applied in the algorithm for designing S-Boxes. To examine the efficiency of our proposed approach, some commonly used criteria are adopted, such as nonlinearity, strict avalanche criterion, differential approximation probability, and linear approximation probability. The comparison results show that S-Boxes designed by applying ICOs have a higher security and better performance compared with other schemes. Furthermore, the proposed approach can also be used to other practice problems in a similar way.
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DOI：
10.1007/978-3-642-31284-7_19
发表时间：
2012-06
期刊：
IACR Cryptol. ePrint Arch.
影响因子：
--
作者：
G. Piret;Thomas Roche;C. Carlet
通讯作者：
G. Piret;Thomas Roche;C. Carlet
一种基于混沌映射和遗传算法的S盒设计新方法
影响因子：
2.6
作者：
Wang, Yong;Wong, Kwok-Wo;Li, Changbing;Li, Yang
通讯作者：
Li, Yang
DOI：
10.1109/tifs.2014.2365734
发表时间：
2015
影响因子：
6.8
作者：
G. Bansod;Nishchal Raval;Narayan Pisharoty
通讯作者：
G. Bansod;Nishchal Raval;Narayan Pisharoty
DOI：
10.1109/tcsi.2004.841602
发表时间：
2005-02
期刊：
IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers
影响因子：
--
作者：
J. Szczepański;J. Amigó;T. Michalek;L. Kocarev
通讯作者：
J. Szczepański;J. Amigó;T. Michalek;L. Kocarev
影响因子：
8
作者：
Annette Byrne
通讯作者：
Annette Byrne