Substitution Box (S-Box)
Eine Substitutionsbox (S-Box) ist eine Lookup-Tabelle in Blockchiffren, die eine m-Bit-Eingabe auf eine n-Bit-Ausgabe abbildet — die Kernkomponente für Nichtlinearität.
Zweck
Injiziert nichtlineare Verwirrung in Blockchiffren, macht sie von linearen Transformationen ununterscheidbar und widersteht der linearen Kryptoanalyse.
Mechanismus
Eine S-Box ist eine beliebige m→n-Bit-Abbildung, implementiert als Tabellensuche. Designkriterien: niedrige differentielle Uniformität, hohe Nichtlinearität und das strenge Lawinenkriterium. Die AES-S-Box basiert auf GF-Inversion; die DES-S-Boxen entwarf die NSA.
Anwendungsfälle
- Rundenfunktionen von AES/DES
- Die nichtlineare Schicht von Blockchiffren
- Ziele der Differential-/Linearanalyse