In recent years a new class of symmetric-key primitives over $\mathbb{F}_p$ that are essential to Multi-Party Computation and Zero-Knowledge Proofs based protocols have emerged. Towards improving the efficiency of such primitives, a number of new block ciphers and hash functions over $\mathbb{F}_p$ were proposed. These new primitives also showed that following alternative design strategies to the classical Substitution-Permutation Network (SPN) and Feistel Networks leads to more efficient cipher and hash function designs over $\mathbb{F}_p$ specifically for large odd primes $p$. In view of these efforts, in this work we build an \emph{algebraic framework} that allows the systematic exploration of viable and efficient design strategies for constructing symmetric-key (iterative) permutations over $\mathbb{F}_p$. We first identify iterative polynomial dynamical systems over finite fields as the central building block of almost all block cipher design strategies. We propose a generalized triangular polynomial dynamical system (GTDS), and based on the GTDS we provide a generic definition of an iterative (keyed) permutation over $\mathbb{F}_p^n$. Our GTDS-based generic definition is able to describe the three most well-known design strategies, namely SPNs, Feistel networks and Lai--Massey. Consequently, the block ciphers that are constructed following these design strategies can also be instantiated from our generic definition. Moreover, we find that the recently proposed \texttt{Griffin} design, which neither follows the Feistel nor the SPN design, can be described using the generic GTDS-based definition. We also show that a new generalized Lai--Massey construction can be instantiated from the GTDS-based definition. We further provide generic analysis of the GTDS including an upper bound on the differential uniformity and the correlation.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
Meta最新WWW2022《联邦计算导论》教程,附77页ppt
专知会员服务
59+阅读 · 2022年5月5日
专知会员服务
75+阅读 · 2021年3月16日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
76+阅读 · 2020年7月26日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19日
专知会员服务
59+阅读 · 2020年3月19日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月18日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月14日
VIP会员
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
Meta最新WWW2022《联邦计算导论》教程,附77页ppt
专知会员服务
59+阅读 · 2022年5月5日
专知会员服务
75+阅读 · 2021年3月16日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
76+阅读 · 2020年7月26日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19日
专知会员服务
59+阅读 · 2020年3月19日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员