计算机应用

作者：张润莲, 张密, 武小年, 舒瑞

单位：广西密码学与信息安全重点实验室（桂林电子科技大学），广西 桂林 541004

关键词：密码S盒,差分密码分析,差分均匀度,最大输出差分概率,GPU并行计算

基金：国家自然科学基金资助项目(62062026);广西重点研发计划项目(桂科AB23026131);广西创新研究团队项目(2019GXNSFGA245004)

大状态的密码S盒能够为对称密码算法提供更好的混淆性，但对大状态S盒的性质评估开销巨大。为高效评估大状态密码S盒的差分性质，提出基于GPU并行计算的大状态密码S盒差分性质评估方法。该方法基于现有的差分均匀度计算方法，针对16比特S盒的差分均匀度和32比特S盒的差分性质，分别设计GPU并行方案，通过优化GPU并行粒度和负载均衡提高了核函数和GPU的执行效率，并缩短了计算时间。测试结果表明，相较于CPU方法和GPU并行方法，所提方法大幅降低了大状态S盒差分性质评估的计算时间，提高了对大状态S盒差分性质的评估效率：对16比特S盒差分均匀度的计算时间为0.3 min；对32比特S盒的单个输入差分的最大输出差分概率计算时间约5 min，对它的差分性质计算时间约2.6 h。

来源：2024年第9期

《计算机应用》期刊编辑部

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