S-Box

En criptografia, una S-Box (substitution box) és un component bàsic dels algoritmes de sifrat de clau simètrica. En els cifradores per blocs són usades a sovint per a enfosquir la relació existent entre text pla i text sifrat (la propietat confusió de Shannon). En molts casos les S-Boxes són elegides cuidadosadament per a ser resistents al criptoanálisis.

En general, una S-Box pren un número m de bits d'entrada i els transforma en n bits d'eixida. Açò és una S-Box m×n, implementada com una lookup table. Les Taules prefixades s'usen en alguns algoritmes, com DES, mentres que atres cifradores usen S-Boxes depenents de la clave, com en Blowfish i Twofish.

Esta ilustració mostra una S-Box de 6×4 bits de DES(S₅):

S5		4 bit d'entrada interns
		0000	0001	0010	0011	0100	0101	0110	0111	1000	1001	1010	1011	1100	1101	1110	1111
Bits externs	00	0010	1100	0100	0001	0111	1010	1011	0110	1000	0101	0011	1111	1101	0000	1110	1001
	01	1110	1011	0010	1100	0100	0111	1101	0001	0101	0000	1111	1100	0011	1001	1000	0110
	10	0100	0010	0001	1011	1100	1101	0111	1000	1111	1001	1100	0101	0110	0011	0000	1110
	11	1011	1000	1100	0111	0001	1110	0010	1101	0110	1111	0000	1001	1100	0100	0101	0011

Donada una entrada de 6 bits, l'eixida de 4 bits es troba seleccionant la fila dels dos bits externs i la columna dels 4 interns. Per eixemple, una entrada "011011" té com a bits externs (el bit de cada extrem) "01" i "1101" com a bits interns. La corresponent eixida seria "1001".

Les S-Boxes de DES varen ser objecte d'intensiu estudi durant anys en l'intenció de localisar una porta atrassera –una vulnerabilitat coneguda solament pels seus desenrolladors– implantada en el cifrador. El criteri del disseny de la S-Box va ser publicat (Don Coppersmith, 1994) despuix del redescubrimiento públic del criptoanálisis diferencial, mostrant que havien segut dissenyades per a mostrar-se resistents a este tipo d'atacs. Atres investigacions han demostrat que inclús una lleu modificació d'una S-Box podria haver debilitat significativament DES.

Vore també

• Funció llògica

Referències

• Coppersmith, Dò. (1994). The data encryption standard (DES) and its strength against attacks. IBM Journal of Research and Development, 38(3), 243–250. [1] (PDF)
• S. Mister and C. Adams, "Practical S-Box Design," Workshop on Selected Areas in Cryptography (SAC '96) Workshop Record, Queens University, 1996, pp. 61–76

Taula completa S Boxes [2]