基于NFSR 的分组密码算法SPRING

本文详细介绍分组密码算法SPRING的设计. 根据分组长度和密钥长度的不同, SPRING具体包括三个算法版本SPRING-128-128、SPRING-128-256、SPRING-256-256, 其中SPRING-n-m $表示分组长度为n且密钥长度为m. SPRING是SP结构的分组密码, 主要面向硬件实现设计, 采用基于非线性反馈移位寄存器(NFSR)的32-比特S-盒和基于非线性反馈移位寄存器的密钥扩展算法. 由于没有S-盒的存储, SPRING算法的硬件实现面积比较小. 根据不同的应用需求, 例如面积小或加/解密速率高, 可以采用不同的实现方式. 基于轮的实现, 硬件面积最小,...

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Published in:Journal of Cryptologic Research 2019-12, Vol.6 (6), p.815
Main Authors: Tian, TIAN, Wen-Feng, QI, Chen-Dong, YE, Xiao-Feng, XIE, 田甜, 戚文峰, 叶晨东, 谢晓锋
Format: Article
Language:Chinese
Subjects:
Algorithms
Encryption
Hardware
Nonlinear feedback
Shift registers
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Description
Summary:本文详细介绍分组密码算法SPRING的设计. 根据分组长度和密钥长度的不同, SPRING具体包括三个算法版本SPRING-128-128、SPRING-128-256、SPRING-256-256, 其中SPRING-n-m $表示分组长度为n且密钥长度为m. SPRING是SP结构的分组密码, 主要面向硬件实现设计, 采用基于非线性反馈移位寄存器(NFSR)的32-比特S-盒和基于非线性反馈移位寄存器的密钥扩展算法. 由于没有S-盒的存储, SPRING算法的硬件实现面积比较小. 根据不同的应用需求, 例如面积小或加/解密速率高, 可以采用不同的实现方式. 基于轮的实现, 硬件面积最小, 在TSMC 16 nm工艺库下, SPRING-128-128算法的硬件实现面积约1046 um2; 全轮展开实现, 加/解密速率最大, SPRING-128-128 算法的加密速率可以达到17 482 Mbps, 此时硬件实现面积约8079 um2. SPRING的含义为SP结构分组密码和环状串联非线性反馈移位寄存器(A ring-like cascade connection of NFSRs).
ISSN:2097-4116
DOI:10.13868/j.cnki.jcr.000343