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Erschienen in: Cryptography and Communications 6/2019

19.07.2019

Unicyclic strong permutations

verfasst von: Claude Gravel, Daniel Panario, David Thomson

Erschienen in: Cryptography and Communications | Ausgabe 6/2019

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Abstract

In this paper, we study some properties of a certain kind of permutation σ over \(\mathbb {F}_{2}^{n}\), where n is a positive integer. The desired properties for σ are: (1) the algebraic degree of each component function is n − 1; (2) the permutation is unicyclic; (3) the number of terms of the algebraic normal form of each component is at least 2n− 1. We call permutations that satisfy these three properties simultaneously unicyclic strong permutations. We prove that our permutations σ always have high algebraic degree and that the average number of terms of each component function tends to 2n− 1. We also give a condition on the cycle structure of σ. We observe empirically that for n even, our construction does not provide unicylic permutations. For n odd, n ≤ 11, we conduct an exhaustive search of all σ given our construction for specific examples of unicylic strong permutations. We also present some empirical results on the difference tables and linear approximation tables of σ.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Bacher, A., Bodini, O., Hwang, H.-K., Tsai, T.-H.: Generating random permutations by coin tossing: Classical algorithms, new analysis, and modern implementation. ACM Trans. Algor. 13(2), 1–43 (2017)MathSciNetCrossRef Bacher, A., Bodini, O., Hwang, H.-K., Tsai, T.-H.: Generating random permutations by coin tossing: Classical algorithms, new analysis, and modern implementation. ACM Trans. Algor. 13(2), 1–43 (2017)MathSciNetCrossRef
2.
3.
Zurück zum Zitat Brassard, G., Kannan, S.: The generation of random permutations on the fly. Inf. Process. Lett., 28(4) (1988)MathSciNetCrossRef Brassard, G., Kannan, S.: The generation of random permutations on the fly. Inf. Process. Lett., 28(4) (1988)MathSciNetCrossRef
4.
Zurück zum Zitat Carlet, C.: Boolean functions for cryptography and error correcting codes. In: Crama, Y., Hammer, P.L. (eds.) Boolean Models and Methods in Mathematics, Computer Science, and Engineering. monography’s chapter, pp 257–397. Cambridge University Press (2010) Carlet, C.: Boolean functions for cryptography and error correcting codes. In: Crama, Y., Hammer, P.L. (eds.) Boolean Models and Methods in Mathematics, Computer Science, and Engineering. monography’s chapter, pp 257–397. Cambridge University Press (2010)
5.
Zurück zum Zitat Carlet, C.: Vectorial boolean functions for cryptography. In: Crama, Y., Hammer, P.L. (eds.) Boolean Models and Methods in Mathematics, Computer Science, and Engineering. monography’s chapter, pp 398–469. Cambridge University Press (2010) Carlet, C.: Vectorial boolean functions for cryptography. In: Crama, Y., Hammer, P.L. (eds.) Boolean Models and Methods in Mathematics, Computer Science, and Engineering. monography’s chapter, pp 398–469. Cambridge University Press (2010)
6.
Zurück zum Zitat Daemen, J., Vincent, R.: The Design of Rijndael: AES-the Advanced Encryption Standard. Springer Science & Business Media (2013) Daemen, J., Vincent, R.: The Design of Rijndael: AES-the Advanced Encryption Standard. Springer Science & Business Media (2013)
7.
Zurück zum Zitat Flajolet, P., Odlyzko, A.M.: Random mapping statistics. In: Quisquater, J.-J., Vandewalle, J. (eds.) Advances in Cryptology — EUROCRYPT ’89, vol. 434, pp 329–354. LNCS (1990) Flajolet, P., Odlyzko, A.M.: Random mapping statistics. In: Quisquater, J.-J., Vandewalle, J. (eds.) Advances in Cryptology — EUROCRYPT ’89, vol. 434, pp 329–354. LNCS (1990)
8.
Zurück zum Zitat Flajolet, P., Sedgewick, R.: Analytic Combinatorics, 1st edn. Cambridge University Press (2009) Flajolet, P., Sedgewick, R.: Analytic Combinatorics, 1st edn. Cambridge University Press (2009)
9.
10.
Zurück zum Zitat Xiao, G.-Z., Massey, L., James: A spectral characterization of correlation-immune combining functions. IEEE Trans. Inf. Theory 34(3), 569–571 (1988)MathSciNetCrossRef Xiao, G.-Z., Massey, L., James: A spectral characterization of correlation-immune combining functions. IEEE Trans. Inf. Theory 34(3), 569–571 (1988)MathSciNetCrossRef
11.
Zurück zum Zitat Matsui, M.: Linear cryptanalysis method for DES cipher. In: Workshop on the Theory and Application of of Cryptographic Techniques, pp 386–397. Springer (1993) Matsui, M.: Linear cryptanalysis method for DES cipher. In: Workshop on the Theory and Application of of Cryptographic Techniques, pp 386–397. Springer (1993)
12.
Zurück zum Zitat Mullen, G.L., Panario, D: Handbook of Finite Fields. Chapman & Hall/CRC (2013) Mullen, G.L., Panario, D: Handbook of Finite Fields. Chapman & Hall/CRC (2013)
13.
Zurück zum Zitat Nyberg, K.: Statistical and linear independence of binary random variables. Cryptology ePrint Archive Report 2017/432 (2017) Nyberg, K.: Statistical and linear independence of binary random variables. Cryptology ePrint Archive Report 2017/432 (2017)
14.
Zurück zum Zitat Siegenthaler, T.: Correlation-immunity of nonlinear combining functions for cryptographic applications. IEEE Trans. Info. Th. 30, 776–780 (1984)MathSciNetCrossRef Siegenthaler, T.: Correlation-immunity of nonlinear combining functions for cryptographic applications. IEEE Trans. Info. Th. 30, 776–780 (1984)MathSciNetCrossRef
15.
Zurück zum Zitat Szpankowski, W.: Average Case Analysis of Algorithms on Sequences. Wiley (2001) Szpankowski, W.: Average Case Analysis of Algorithms on Sequences. Wiley (2001)
16.
Zurück zum Zitat Wan, D.: Generators and irreducible polynomials over finite fields. Math. Comput. 66(219), 1195–1212 (1997)MathSciNetCrossRef Wan, D.: Generators and irreducible polynomials over finite fields. Math. Comput. 66(219), 1195–1212 (1997)MathSciNetCrossRef
Metadaten
Titel
Unicyclic strong permutations
verfasst von
Claude Gravel
Daniel Panario
David Thomson
Publikationsdatum
19.07.2019
Verlag
Springer US
Erschienen in
Cryptography and Communications / Ausgabe 6/2019
Print ISSN: 1936-2447
Elektronische ISSN: 1936-2455
DOI
https://doi.org/10.1007/s12095-019-00384-4

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