一种AES S盒改进方案及其硬件设计

来源：计算机应用研究杂志2023年第12期北京时间：

作者：钟鑫林,吴新春,

单位：西南交通大学信息科学与技术学院,成都611756；

摘要：为提高高级加密标准（advanced encryption standard，AES）算法的安全性，提出了一种新的S盒生成方案。在分析了现有S盒存在的问题后，基于S盒的构造原理和密码学性质，通过选择新的不可约多项式和仿射变换对，同时调整仿射变换与乘法逆的运算顺序，构造出一种新的S盒；对生成的新S盒与AES 的S盒以及其他改进S盒在代数式项数、严格雪崩标准距离等方面进行了比较，结果显示，新S盒具有更好的代数性质，能够有效抵御代数攻击；还对新S盒进行了硬件设计并优化，DC综合结果显示新S盒复域优化实现消耗的资源比传统复域实现少12%，比查找表法实现少41%。新S盒在安全性方面优于现有S盒，将其应用于AES软件设计和硬件设计，并通过仿真测试验证了其正确性。

关键词：AESS盒,严格雪崩准则距离,仿射变换,代数性质,硬件设计,

基金资助：基金项目:四川省科技计划项目(2021YFG0357)；；