1、在通信和計(jì)算機(jī)科技的日新月異的發(fā)展的今天，用戶(hù)對(duì)信息的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩枨笤絹?lái)越迫切，而現(xiàn)代密碼學(xué)是解決安全問(wèn)題的最有效的方式。分組密碼作為密碼學(xué)中的一大重要分支，在對(duì)大量數(shù)據(jù)加密的應(yīng)用中扮演著舉足輕重、不可替代的作用。
　　高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)算法AES具有可靠的安全性和高效的執(zhí)行效率，它以硬件、軟件等不同的實(shí)現(xiàn)方式廣泛應(yīng)用在個(gè)人通信、電子支付、數(shù)據(jù)庫(kù)加密等諸多領(lǐng)域。但是AES實(shí)現(xiàn)規(guī)模相對(duì)較大，不適合應(yīng)用在某些資源極端

2、受限的應(yīng)用環(huán)境，如電子標(biāo)簽(RFID)或無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)中，因此如何設(shè)計(jì)一種好的輕量級(jí)分組密碼就變得非常重要了。
　　本文致力于輕量級(jí)分組密碼的組件設(shè)計(jì)與分析，以AES算法的設(shè)計(jì)原理作為主要參考依據(jù)，結(jié)合了當(dāng)前流行的超輕量級(jí)分組密碼算法PRESENT，并運(yùn)用現(xiàn)代分組密碼設(shè)計(jì)過(guò)程中用到的技巧，給出了設(shè)計(jì)方案，具體研究成果如下：
　　1．改進(jìn)了PRESENT算法的置換層，該結(jié)構(gòu)的置換層具有自反性和高度對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)。采用新置

3、換層的PRESENT算法，在硬件實(shí)現(xiàn)和軟件實(shí)現(xiàn)方面，規(guī)模都比以前更小。并通過(guò)輸入比特和輸出比特之間的相關(guān)性，論證了改進(jìn)后PRESENT算法具有足夠的安全性。
　　2．設(shè)計(jì)了一種新的基于有限域上的數(shù)學(xué)函數(shù)的4bit-S盒，它采用了具有自反性質(zhì)的冪函數(shù)作為核心部件，采用包含對(duì)稱(chēng)矩陣的線性仿射來(lái)增加代數(shù)復(fù)雜性，結(jié)構(gòu)十分緊湊，只需要稍加修改就可以變成逆S盒。給出了S盒的邏輯電路結(jié)構(gòu)，評(píng)估了硬件規(guī)模，并且證明了S盒具有很強(qiáng)的安全性指標(biāo)。