輕量級分組密碼ESF的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著低能耗設(shè)備如RFID標(biāo)簽,傳感器節(jié)點,智能卡,隱私權(quán)的保護等的發(fā)展,這些認(rèn)為是數(shù)字信息社會的硬件和網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù),然而這些具有有效資源的密碼芯片在無線通信和嵌入式系統(tǒng)的安全性與效率執(zhí)行方面非常關(guān)鍵。它已經(jīng)被應(yīng)用在我們生活的許多方面。輕量級密碼研究已經(jīng)成為一個熱點,而且輕量級分組密碼分析與設(shè)計研究已經(jīng)吸引了很多的關(guān)注。事實上,這些技術(shù)的應(yīng)用有一定的特性,如存儲空間小,計算能力弱,特別是資源受限的環(huán)境等。然而,傳統(tǒng)的算法如AES雖然很

2、安全,但并不適合資源非常受限的環(huán)境。我們設(shè)計的輕量級加密算法正適合這樣的環(huán)境。
　　在本文中,我們提出新的輕量級密碼算法ESF,用于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下保護RFID標(biāo)簽以及智能卡等設(shè)備的通信安全。ESF算法是一種具有變種的Feistel結(jié)構(gòu),應(yīng)用了32輪迭代中間結(jié)構(gòu)型,ESF的輪函數(shù)是使用的SPN(代換置換網(wǎng)絡(luò))結(jié)構(gòu)。輕量級分組密碼ESF算法的分組長度是64比特,密鑰長度是80比特。我們在進(jìn)行安全性分析時,采用了不可能差分密碼分析方法來尋

3、找輕量級分組密碼ESF算法的不可能差分路徑,給出ESF算法的一個8輪不可能差分區(qū)分器,前面加2輪,后面加1輪,用來攻擊ESF算法的11輪。經(jīng)驗證此次攻擊所需時間復(fù)雜度是275.5次11輪加密,實驗結(jié)果表明ESF算法對不可能差分密碼分析有足夠的安全免疫力。ESF算法在硬件運行環(huán)境100KHz吞吐量為200Kbps、0.18μm技術(shù)中大約需要1300門電路,硬件實現(xiàn)具有高安全性和顯著的緊湊性。軟件環(huán)境通過計算機軟件編程實現(xiàn),具有高效性、計算