是否可以在大于4/8位的S框中使用位字作为条目，并在SPN块密码中实现类似的安全性/速度？

Question

河豚将32位单词分成4组8位(1字节)，并将它们作为S框中的条目使用。

库兹尼切克将两个64位的单词分割成多个小块(4位块)，并将它们用作S框中的条目，而XOR则使用它们的序列中的下一个小块进行修改。

卡莉娜和Kuznyechik一样，但是它使用的是整个字节而不是小字节。

我的问题是：

整个单词(32位或64位)是否可以作为S-Box集中的条目，以及1字节或一小块，但仍然保留一些安全性？

关于这样创建的密码的速度，在S框中输入的全部单词是以1字节的速度还是一次一次的速度被处理？

Answer 1

“S-方框”一词有一个模糊之处，它是指一个普通的查找表，还是一个具体的双射替代函数。我看过这两种用途。

如果我们指的是一个普通的查找表，那么就有使用32位单词作为条目的密码示例。一个很好的例子是火星，它使用32位值的512个长的表。火星是AES的最终入围者之一，因此受到了密码分析的关注，但据我所知，没有发现重大的安全漏洞。不过，如果我没记错的话，火星的效率不如AES。

如果我们指的是双射替换函数，如@fgrieu注释，则内存约束意味着大型查找表是不可行的。然而，在最近的中国密码研究协会分组密码竞赛中，春天的一个条目在硬件上实现了一个双射32位函数，作为分组密码的一个组成部分，该组件被描述为S盒，尽管未实现为一个查找表。我不知道对SPRING做了多少分析，但我不知道有任何次详尽的攻击。在性能方面，SPRING作者声称他们的设计特别适合硬件实现，并给出了具有竞争力的时序数据。

反对大型S盒子的一个理由是，它们比典型的4位和8位S盒子更难分析。密码学家要求S盒具有很强的非线性特性来抵抗线性和差分密码分析，并且这些特性可以在给定的4位或8位S盒中进行详尽的测试(实际上，萨里宁实际上已经用尽了所有可能的4位组合框，以找到那些具有最佳性能的盒子)。这种详尽的测试对于大型S盒来说是非常昂贵的，而为了找到一个好的、大的S盒而进行的计算可能会令人望而却步。