| 以低成本实现Camellia算法S盒的量子电路 |
| |
| 引用本文： | 李振强,高飞,秦素娟,温巧燕.以低成本实现Camellia算法S盒的量子电路[J].中国科学:物理学 力学 天文学,2023(4):21-29. |
| |
| 作者姓名： | 李振强 高飞 秦素娟 温巧燕 |
| |
| 作者单位： | 1. 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室;2. 河南省网络密码技术重点实验室 |
| |
| 基金项目： | 国家自然科学基金(编号:62272056,61972048,61976024)； |
| |
| 摘 要： | Camellia是继AES后最具有竞争优势的分组密码算法之一,它在信息安全的很多领域已经有了广泛的应用. S盒是Camellia算法中唯一的非线性组件.本文研究如何用较少的资源实现Camellia算法S盒的量子电路.首先通过映射矩阵使得有限域F28的乘法逆可以通过F24的(乘法和)乘法逆运算得到,进而以更少的量子比特给出实现后者的量子电路.然后应用PLU分解和消元法,通过CNOT门和NOT门实现S盒的仿射变换.最后,结合所提出的量子电路,给出需要20个量子比特、54个Toffoli门、196个CNOT门以及Toffoli门深度为42的实现S盒的量子电路.与之前需要23个量子比特、67个Toffoli门、308个CNOT门以及Toffoli门深度为53的研究相比,本文S盒量子电路需要的资源更少.此外,本文的S盒量子电路可减少实现Camellia时所需的资源,进而降低Grover算法对其攻击时所需的量子电路规模.
|
| 关 键 词： | Camellia S盒 乘法逆 组合域 |
|
|
