Совершенствование аппаратной реализации S-таблиц на основе факторинга

Аннотация

Несмотря на то, что нелинейные S-таблицы важны для безопасности симметричных криптосистем, их аппаратная реализация также требует большого количества логических элементов по сравнению с остальными отображениями. Это приводит к необходимости сокращения количества необходимых логических элементов при аппаратной реализации S-таблиц. На практике для решения этих задач используются решатель SAT, K-map и алгоритмы Куайна-МакКласки. В данной работе решается задача компактификации путем факторизации логических функций, полученных с помощью K-отображения и алгоритмов Куайна-МакКласки. В качестве решения поставленной задачи с использованием предложенного алгоритма были проанализированы таблицы S размером 4×4 и 5×5 бит. Результаты анализа показали, что количество операций ИЛИ и И, задействованных в логических функциях в результате факторинга после отражения K-карты, уменьшилось в среднем на 23,51% для таблиц S размером 4×4 бита, количество задействованных операций ИЛИ и И в логических функциях в результате факторинга после того, как алгоритм Куайна МакКласки составил 23, показало снижение на 24%. Этот показатель был равен 30,29% в случае отображения K-map и 30,48% в случае алгоритма QuineMcCluskey для S-таблиц размером 5x5 бит.