دو روش جديد براي طراحي رمزهاي قالبي ۱۹۲ بيتي بر اساس ساختار سوييچينگ و لايه هاي انتشار بازگشتي

Two New Methods for Designing 192-bit Block Ciphers Based on Switching Structure and Recursive Diffusion Layers

در سال هاي اخير به رمزهاي قالبي در مقايسه با رمزهاي دنباله اي به دليل وجود اثبات امنيتي و دامنه كاربرد گسترده بيشتر توجه شده است. طراحي اغلب رمزهاي قالبي بر اساس ساختار جانشاني- جايگشتي(SPN) يا فيستلي است. گرچه ساختارهاي فيستلي در مقايسه با ساختار SPN مزاياي بيشتري دارند اما به دليل داشتن تعداد جعبه هاي جانشاني فعال كمتر، لذا داراي ضعف امنيتي هستند. در اين مقاله دو روش جديد براي طراحي الگوريتم هاي رمز قالبي 192 بيتي ارايه مي شود كه در آن‌ها از ساختار سوييچينگ و لايه هاي انتشار بازگشتي به منظور افزايش تعداد جعبه هاي جانشاني فعال و كارايي بيشتر استفاده شده است. روش اول مبتني بر ساختار سوييچينگ و لايه هاي انتشار بازگشتي چندگانه 3×3 و روش دوم مبتني بر ساختار سوييچينگ و لايه هاي انتشار بازگشتي چندگانه 2×2 است. امنيت ساختارهاي ارايه‌شده با استفاده از روش برنامه-ريزي خطي مورد تحليل و ارزيابي قرار گرفته است كه نتايج حاصل نشان از مقاومت آن‌ها در برابر تحليل هاي خطي و تفاضلي دارد. همچنين، با توجه به اين كه لايه هاي انتشار بازگشتي در مقايسه با ماتريس هاي MDS از سرعت و كارايي مناسبي در نرم افزار و سخت افزار برخوردارند لذا مي توان گفت كه الگوريتم هاي طراحي‌شده با استفاده از اين روش ها كارايي بيشتري دارند.

In recent years, compared with stream ciphers more attention has been to block ciphers because of their proved security and wide application. Design of most block ciphers are based on substitution-permutation network (SPN) or Fiestel structure. Although Fiestel structures compared with SPN has many benefits, but since they have less active S-boxes in round function, it has a security weakness. In this paper, we introduce two new methods for designing 192-bit block cipher algorithms that use Switching Structure and Recursive Diffusion Layers to increase active S-boxes. The first method is based on switching structure and 3×3 multiple Recursive Diffusion Layers and the second method used switching structure and 2×2 multiple Recursive Diffusion Layers. Security of tow structures using linear programming offered analysed with linear programming and evaluated the results show of resistance to linear and differential cryptoanalysis. Also, since the Recursive Diffusion Layers are more efficient than MDS matrices in software and hardware, thus designed algorithms with these methods have high performance in various platforms.