计算机研究与发展

作者：韩妍妍,何彦茹,刘培鹤,张铎,王志强,何文才,

关键词：ZUC算法, S盒, 混沌映射, Arnold置乱, 算法安全,

S盒作为ZUC算法中的唯一非线性部件，其安全强度对整个算法的安全性起着至关重要的作用.混沌系统因其具有良好的随机性和高初值敏感性被广泛应用于S盒设计中.目前，基于混沌思想构造S盒的方案大多采用单一的混沌映射且存在不能动态生成S盒等问题.针对该问题，提出了一种基于混沌系统的ZUC动态S盒构造方案.首先，通过对2个经典混沌系统的复合映射进行迭代操作，并将置乱思想引入S盒设计中，对产生的序列进行Arnold映射，不仅增加了S盒的非线性特性，而且可以实现动态生成S盒.其次，使用所构造的S盒替换ZUC算法中的固定S盒，并将其应用到资源受限的物联网设备中对感知层数据进行加密.最后，通过大量实验，验证所设计的混沌系统产生的S盒安全性更高，在ZUC等轻量级密码算法中具有很好的应用前景.

来源：2020年第10期

《计算机研究与发展》期刊编辑部

查看计算机研究与发展杂志2020年第10期