ON THE DIFFUSION LAYER GENERATION METHOD

Herald of Kazakh-British technical university, 2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.55452/1998-6688-2025-22-4-131-142
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

This paper presents an automated method for generating the parameters of linear functions used in the diffusion layer of block symmetric encryption algorithms. The focus is on designing linear layers constructed solely from cyclic shift operations and bitwise XORs, which are both efficient and hardware-friendly. Such layers play a critical role in achieving strong diffusion, a fundamental cryptographic requirement. The proposed method evaluates candidate configurations by exhaustively enumerating shift values, calculating their branch number, and assessing their avalanche characteristics. A set of quantitative diffusion metrics is introduced to guide the selection process, including single- and multi-round avalanche effects and activation rates at the byte level. An aggregated quality function is formulated to allow comparative assessment. The developed software tool identified optimal shift parameters for 128-bit blocks processed as four 32-bit words, achieving a branch number of 5 with only 12 XOR operations. The proposed approach contributes to the practical synthesis of lightweight and secure cryptographic primitives suitable for both classical and constrained platforms.