密码学 - AES 和 DES S-box答案

【问题标题】：Cryptography - AES and DES S-boxes密码学 - AES 和 DES S-box
【发布时间】：2013-09-04 06:05:22
【问题描述】：

我正在为大学做一些密码学修订练习（准备考试），这个问题让我很困惑：

大多数分组密码实现将 S-box 视为查找表。 DES 使用 8 个 S-box，每个 S-box 接收 6 位并输出 4 位。 AES 仅使用一个 S-box，接收 8 位并输出 8 位。 需要多少存储空间在每种情况下？

我……不知道？我不确定这个问题到底在问什么。我觉得我可能遗漏了一些关于存储和 s-box 的概念？

如果有人能对此有所了解，那就太好了！谢谢。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

这似乎是一个奇怪的问题，但我认为我会这样处理它：

如果实现为查找表，它基本上只是一个数组，“查找”只是索引到数组中。

因此，数组元素的数量必须对应于输入可以采用的不同值的数量，例如如果 S-box 输入为 8 位，则有 2⁸ = 256 个可能的输入值。

数组元素本身的大小对应于输出位数。现在，我们通常不能定义元素小于 8 位（1 字节）的数组，但我们假设可以对输出进行编码，这样我们就可以构造一个没有“浪费”空间的数组（就像会发生的那样）如果我们必须在 8 位数组元素中存储一个 4 位值）。

考虑到这一点，我们应该能够按如下方式计算存储量：

存储（以字节为单位）= S-box 数量 x 2^输入位数 x（输出位数/8）

所以：

DES = 8 x 2⁶ x (4 / 8) = 256 字节

AES = 1 x 2⁸ x (8 / 8) = 256 字节

【讨论】：