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流密码非线性布尔函数可重构运算单元设计方法RA-NLBF
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作者 张宗仁 戴紫彬 +1 位作者 刘燕江 张晓磊 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2023年第11期3527-3533,共7页
分组密码中的S盒(多输出)以及流密码中的反馈函数都需要特殊的布尔函数来保证密码算法的安全性。为解决现有流密码算法中非线性布尔函数(NLBF)可重构硬件运算单元资源占用过大、时钟频率低等问题,提出一种高效的基于与非锥(AIC)的NLBF... 分组密码中的S盒(多输出)以及流密码中的反馈函数都需要特殊的布尔函数来保证密码算法的安全性。为解决现有流密码算法中非线性布尔函数(NLBF)可重构硬件运算单元资源占用过大、时钟频率低等问题,提出一种高效的基于与非锥(AIC)的NLBF可重构运算单元设计方法(RA-NLBF)。以密码学理论为基础,在着重分析多种流密码算法的NLBF特性,提取了涵盖与项次数、与项个数、输入端口数等NLBF函数特征的基础上,提出基于“混合极性Reed-Muller(MPRM)”和“传统布尔逻辑(TB)”双逻辑混合形式的NLBF化简方法,NLBF的与项数量减少29%,形成了适用于AIC的NLBF表达式;根据化简后的表达中与项个数、与项次数分布等特征,设计了可重构AIC单元和互联网络,形成可满足现有公开流密码算法中的NLBF运算的可重构单元。基于CMOS 180 nm工艺对提出的RA-NLBF进行逻辑综合验证,结果显示该方法的面积为12949.67μm^(2),时钟频率达到505 MHz,与现有相同功能的单元可重构序列密码逻辑单元(RSCLU)相比,面积减少了59.7%,时钟频率提高了37.3%。 展开更多
关键词 流密码 可重构实现 非线性布尔函数 与非锥 混合极性RM
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Evolutionary Design of Boolean Functions
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作者 WANGZhang-yi ZHANGHuan-guo +1 位作者 QINZhong-ping MENGQing-shu 《Wuhan University Journal of Natural Sciences》 EI CAS 2005年第1期179-182,共4页
We use evolutionaly computing to synthesize Boolean functions randomly Byusing specific crossover and mutation operator, in evolving process and modifying search space andfitness function, we get some high non-lineari... We use evolutionaly computing to synthesize Boolean functions randomly Byusing specific crossover and mutation operator, in evolving process and modifying search space andfitness function, we get some high non-linearity functions which have other good cryptographycharacteristics such as autocorrelation etc Comparing to other heuristic search techniques,evolutionary computing approach is more effective because of global search strategy and implicitparallelism. 展开更多
关键词 boolean function non-linearity evolutionary computing
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高效适配NLBF型序列密码的全局定向搜索算法 被引量:1
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作者 王周闯 戴紫彬 李伟 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2016年第9期2442-2446,共5页
针对序列密码中非线性布尔函数(NLBF)适配算法不具普遍性及资源消耗较多的问题,提出一种基于NLBF与项和真值表相结合的全局定向搜索算法。首先,通过NLBF中与项比率的分析,得出合理的查找表(LUT)适配形式;随后,提出布尔函数归类算法,归... 针对序列密码中非线性布尔函数(NLBF)适配算法不具普遍性及资源消耗较多的问题,提出一种基于NLBF与项和真值表相结合的全局定向搜索算法。首先,通过NLBF中与项比率的分析,得出合理的查找表(LUT)适配形式;随后,提出布尔函数归类算法,归类算法从高次到低次搜索NLBF中全部与项,并对各与项进行"吸收"及"合并"处理;最后,提出基于真值表的配置信息生成算法,该算法通过遍历真值表的方式,生成LUT存储的配置信息以完成NLBF的运算。对序列密码进行适配发现,布尔函数归类算法能完成现有NLBF型序列密码的适配,且对常用的ACH-128、Trivium及Grain等算法更易适配;同时从对比结果可以看出,全局定向搜索算法的资源消耗较基于Shannon分解定理的适配算法及遗传算法明显要少;同时从资源消耗情况来看,4输入LUT消耗最多,6输入LUT消耗最少。 展开更多
关键词 序列密码 非线性布尔函数 查找表 适配算法 归一化 资源优化
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可重构非线性布尔函数利用率模型研究与硬件设计 被引量:3
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作者 戴紫彬 王周闯 +2 位作者 李伟 李嘉敏 南龙梅 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期1226-1232,共7页
为解决序列密码中非线性布尔函数(Non-Linear Boolean Function,NLBF)硬件资源利用率低的问题,该文对以查找表(Look-Up Table,LUT)为基本构件的利用率模型进行研究,并结合适配算法的前期处理结果确定影响硬件利用率的3个基本参数(LUT大... 为解决序列密码中非线性布尔函数(Non-Linear Boolean Function,NLBF)硬件资源利用率低的问题,该文对以查找表(Look-Up Table,LUT)为基本构件的利用率模型进行研究,并结合适配算法的前期处理结果确定影响硬件利用率的3个基本参数(LUT大小、单元规模和输入端口数目);在此基础上,以变量频次为约束实现NLBF的映射,完成非线性运算单元的设计,单元支持多路并行处理。在SMIC 180 nm下进行逻辑综合,并行度为32时,工作频率达到241 MHz,吞吐率为7.71 Gb/s;对不同NLBF进行利用率评估,利用率均达到91.14%以上,并且随着并行度增加,利用率不断增大。 展开更多
关键词 序列密码 可重构计算 非线性布尔函数 查找表
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