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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

Verwandte Tools

References