تعمیم سازوکار سوییچینگ لایه انتشار برای طراحی رمزهای قالبی 256 بیتی

Abstract

یکی از روش­های مهم برای بررسی مقاومت یک رمز قالبی در برابر تحلیل­های اساسی مانند تحلیل تفاضلی و تحلیل خطی، تعیین حداقل تعداد جعبه­های جانشینی فعال در طول روند تحلیل است. با توجه به این شاخص، می­توان نسبت حداقل جعبه­های جانشینی فعال به کل جعبه­های جانشینی به­کار رفته در رمز قالبی را به‌دست آورد. بیشتر بودن این نسبت بیانگر طراحی بهتر الگوریتم رمز قالبی است. در ساختارهای فیستلی به دلیل XOR کردن نیمه راست و چپ حالت، عمل حذف تفاضل­ها رخ می­دهد که این امر باعث کاهش نسبت ذکر شده می­شود. پیش از این روشی برای کاهش حذف تفاضل­ها در ساختارهای فیستلی و بهبود نسبت جعبه­های جانشینی فعال به کل جعبه­های جانشینی ارائه شده که در آن از ماتریس­های MDS چندگانه استفاده ­شده است. اگرچه این روش برای طراحی رمزهای قالبی با طول قالب 128 بیت مناسب است، ولی برای طراحی رمزهای قالبی با طول قالب بزرگ‌تر، مانند قالب 256 بیتی، به طور نسبی پیچیده و دشوار است. در این مقاله، ابتدا مسئله پیدا کردن لایه­های انتشار چندگانه مناسب برای ساختار سوییچینگ، با ابعاد بزرگ و روی میدان­های بزرگ مورد مطالعه و بررسی قرار می­گیرد. سپس یک الگوریتم جستجو ارائه شده است و با استفاده از آن چند دسته از لایه­های انتشار بازگشتی چندگانه معرفی می­شوند. در بخش دیگر این مقاله، از لایه­های انتشار بازگشتی چندگانه استفاده شده است و یک ساختار برای طراحی رمزهای قالبی 256 بیتی مبتنی بر ساختار سوییچینگ ارائه خواهد شد. با توجه به بررسی امنیت و کارایی ساختار پیشنهادی، می­توان گفت که طرح­های مبتنی بر این ساختار در برابر حمله­های مهمی مانند حمله تفاضلی، حمله خطی و حمله تفاضلی ناممکن مقاوم بوده و در مقایسه با الگوریتم‌های 256 بیتی موجود کارایی مناسبی دارند.