tailieunhanh - Đề xuất ma trận MDS đạt hiệu năng cao khi cài đặt trên phần cứng cho các mã pháp dạng AES

Trong bài báo này, chúng tôi phân tích, đánh giá một số kết quả đã có về ma trận MDS có cấu trúc dịch vòng cho phép biến đổi MixColumns trong tầng tuyến tính của mã pháp dạng AES. Dựa trên các phân tích này, chúng tôi đề xuất một ma trận mới có khả năng cài đặt hiệu quả trên phần cứng, đồng thời đánh giá số lượng điểm bất động và tính khuếch tán của tầng tuyến tính sử dụng ma trận đề xuất | Đề xuất ma trận MDS đạt hiệu năng cao khi cài đặt trên phần cứng cho các mã pháp dạng AES Công nghệ thông tin & Khoa học máy tính ĐỀ XUẤT MA TRẬN MDS ĐẠT HIỆU NĂNG CAO KHI CÀI ĐẶT TRÊN PHẦN CỨNG CHO CÁC MÃ PHÁP DẠNG AES Hoàng Văn Quân* Tóm tắt: Trong bài báo này, chúng tôi phân tích, đánh giá một số kết quả đã có về ma trận MDS có cấu trúc dịch vòng cho phép biến đổi MixColumns trong tầng tuyến tính của mã pháp dạng AES. Dựa trên các phân tích này, chúng tôi đề xuất một ma trận mới có khả năng cài đặt hiệu quả trên phần cứng, đồng thời đánh giá số lượng điểm bất động và tính khuếch tán của tầng tuyến tính sử dụng ma trận đề xuất. Kết quả này được áp dụng để chọn ra một ma trận phù hợp cho việc xây dựng một tầng tuyến tính cho mã khối có cấu trúc SPN kích thức khối 128 bít dạng AES đạt hiệu quả cao khi thực hiện trên phần cứng. Từ khóa: Ma trận MDS vòng, Tầng tuyến tính, Cài đặt phần cứng, AES. 1. MỞ ĐẦU Hầu hết các mã khối được thiết kế đều dựa trên 2 nguyên tắc xây dựng cơ bản của Shannon, đó là tính xáo trộn (confusion) và tính khuếch tán (diffusion) [5]. Nếu như tính xáo trộn được đảm bảo bởi các hộp thế thì tính khuếch tán được đảm bảo bởi tầng biến đổi tuyến tính (được gọi là tầng tuyến tính). Mặt khác tầng tuyến tính là thành phần nguyên thủy mật mã chậm nhất trong một mã khối, vì vậy việc nghiên cứu lựa chọn tầng tuyến tính không những liên quan trực tiếp đến độ an toàn của mã khối kháng lại một số thám mã quan trọng như thám mã lượng sai và thám mã tuyến tính mà còn ảnh hưởng đến việc cài đặt hiệu quả của mã khối. Đối với các mã pháp dạng AES, tầng tuyến tính bao gồm phép biến đổi AES ShiftRows và phép biến đổi AES MixColumns. Trong đó ShiftRow là một hoán vị các từ của trạng thái và MixColumns là phép nhân ma trận với một cột của trạng thái và cũng là phép tính phức tạp tiêu tốn nhiều thời gian trong tầng tuyến tính [8]. Trong tầng tuyến tính của AES, ma trận MDS sử dụng là một ma trận có cấu trúc