論文の概要: On the second-order zero differential properties of several classes of power functions over finite fields
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.11693v2
- Date: Thu, 19 Sep 2024 03:19:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-20 13:12:23.601735
- Title: On the second-order zero differential properties of several classes of power functions over finite fields
- Title(参考訳): 有限体上の数クラスのパワー関数の2階ゼロ微分特性について
- Authors: Huan Zhou, Xiaoni Du, Xingbin Qiao, Wenping Yuan,
- Abstract要約: Feistel Boomerang Connectivity Table (FBCT) は、差動攻撃やブーメラン攻撃などの攻撃に対するFeistelネットワークベースの暗号の抵抗を分析するための重要な暗号解析手法である。
本稿では、有限体上の特定の方程式の解数を計算することにより、パワー関数の2階ゼロ微分スペクトルをx2m+3$およびx2m+5$で明示的に決定する。
これらのエントリと各テーブルの濃度の計算は、Sボックスの微分およびブーメラン暗号解析を容易にすることを目的としている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 4.100056500795057
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Feistel Boomerang Connectivity Table (FBCT) is an important cryptanalytic technique on analysing the resistance of the Feistel network-based ciphers to power attacks such as differential and boomerang attacks. Moreover, the coefficients of FBCT are closely related to the second-order zero differential spectra of the function $F(x)$ over the finite fields with even characteristic and the Feistel boomerang uniformity is the second-order zero differential uniformity of $F(x)$. In this paper, by computing the number of solutions of specific equations over finite fields, we determine explicitly the second-order zero differential spectra of power functions $x^{2^m+3}$ and $x^{2^m+5}$ with $m>2$ being a positive integer over finite field with even characteristic, and $x^{p^k+1}$ with integer $k\geq1$ over finite field with odd characteristic $p$. It is worth noting that $x^{2^m+3}$ is a permutation over $\mathbb{F}_{2^n}$ and only when $m$ is odd, $x^{2^m+5}$ is a permutation over $\mathbb{F}_{2^n}$, where integer $n=2m$. As a byproduct, we find $F(x)=x^4$ is a PN and second-order zero differentially $0$-uniform function over $\mathbb{F}_{3^n}$ with odd $n$. The computation of these entries and the cardinalities in each table aimed to facilitate the analysis of differential and boomerang cryptanalysis of S-boxes when studying distinguishers and trails.
- Abstract(参考訳): Feistel Boomerang Connectivity Table (FBCT)は、差動攻撃やブーメラン攻撃などの攻撃に対するFeistelネットワークベースの暗号の抵抗を分析するための重要な暗号解析手法である。
さらに、FBCT の係数は、偶数標数を持つ有限体上の函数 $F(x)$ の2階ゼロ微分スペクトルと密接に関連しており、Feistel boomerang の均一性は、$F(x)$ の2階ゼロ微分均一性である。
本稿では、有限体上の特定の方程式の解の数を計算することにより、偶標数を持つ有限体上の正の整数として$m>2$のパワー関数 $x^{2^m+3}$と$x^{2^m+5}$の2階ゼロ微分スペクトルを明示的に決定し、奇標数$p$の有限体上で$x^{p^k+1}$の整数 $k\geq1$の値を求める。
x^{2^m+3}$は$\mathbb{F}_{2^n}$上の置換であり、$m$が奇数であるときのみ、$x^{2^m+5}$は$\mathbb{F}_{2^n}$上の置換である。
副生成物として、$F(x)=x^4$ は PN であり、奇数$n$ を持つ $\mathbb{F}_{3^n}$ 上の 2階ゼロ微分的に $0$-ユニフォーム函数である。
これらのエントリと各テーブルの濃度の計算は、区別器や軌跡を研究する際に、Sボックスの微分とブーメランの暗号解析を容易にすることを目的としている。
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