计算机研究与发展

作者：曹梅春,张文英,陈彦琴,邢朝辉,吴磊,

关键词：轻量级可调分组密码, SPN结构, 分组密码设计, RAIN算法, 混合整数线性规划,

RAIN算法的设计基于国际上分组密码设计广泛采用的SPN(substitutionpermutationnetwork)结构，通过迭代混淆层S盒和扩散层字混合提供强雪崩效应，不仅保证强的安全性，还兼顾了软硬件实现.算法支持64b分组和128b分组，2种不同的分组长度采用相同的轮函数结构实现，方案简洁优美.混淆层采用4b的S盒实现，在S盒实现的时候不仅考虑了其安全性，还考虑S盒的软硬件实现，与扩散层的混合运算结合提供高的实现性能.从差分分析、不可能差分分析、积分攻击和不变子空间分析4个方面对算法进行了自评估，在分析的过程中使用了一些最新的分析方法以及基于MILP(mixedintegerlinearprogramming)的自动化搜索等，结果显示：算法可以抵抗现有的分析方法，并且具有较大的安全冗余.RAIN算法软硬件实现效率高，在PC机、ARM平台和硬件FPGA(fieldprogrammablegatearray)平台下都具有出色的实现性能.算法S盒可以转换为基本逻辑运算，抗侧信道攻击实现代价低.

来源：2021年第5期

《计算机研究与发展》期刊编辑部

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