در رمزنگاری شبکه جانشینی جایگشت ( به انگلیسی: Substitution Permutation Network ) مجموعه ای از عملگرهای ریاضی است که در الگوریتم های رمز قالبی مانند استاندارد رمزنگاری پیشرفته ( به انگلیسی: ( Advanced Encryption Standard ( AES ) استفاده می شود.
چنین شبکه ای به عنوان ورودی کلید k و یک قالب از متن اصلی را می گیرد و چندین لایه از جعبه های جانشینی و جعبه های جایگشت را به منظور به دست آوردن قالبی از متن رمزی روی آن اعمال می کند. جعبه های جانشینی و جایگشت در واقع زیرقالب هایی از بیت های ورودی را به بیت های خروجی تبدیل می کنند. اصولاً در این جعبه ها از عملگرهایی مانند XOR که به صورت کارا در سخت افزار انجام می شوند، استفاده می شود. در هر مرحله زیرکلیدی از کلید اصلی با استفاده از زمان بند کلید به دست می آید که کلید آن لایه محسوب می شود.
رمزگشایی به سادگی انجام می شود. به این صورت که جعبه های جانشینی و جایگشت را همراه با زیرکلیدهای هر مرحله به صورت معکوس استفاده کنیم.
یک جعبه جانشینی یک قالب کوچک از بیت های ورودی را به قالب دیگری از بیت ها تبدیل می کند. این جانشینی باید یک به یک باشد، تا بتوان اطمینان داشت که رمزگشایی انجام می شود. به طور مشخص طول خروجی جعبه جانشینی با طول ورودی آن یکسان است. ( در شکل سمت راست جعبه های جانشینی ورودی و خروجی ۴ دارند ) . البته این عمومیت ندارد و جعبه های جانشینی وجود دارند که طول ورودی و خروجی آن ها یکسان نیست. یک جعبه جانشینی خوب باید دارای این خصوصیت باشد که تعویض یک بیت ورودی باعث تغییر در نیمی از بیت های خروجی جعبه جانشینی باشد. همچنین هر بیت خروجی چنین جعبه ای باید به همه بیت های ورودی بستگی داشته باشد.
یک جعبه جایگشت، جایگشتی از بیت ها فراهم می کند. این جعبه در هر لایه، خروجی های جعبه های جانشینی را می گیرد و بیت های آن را جایگشت می دهد و سپس خروجی خود را به عنوان ورودی به جعبه های جانشینی مرحله مرحله بعد می دهد. یک جعبه جایگشت خوب تا آن جا که ممکن است بیت های خروجی یک جعبه جانشینی مرحله قبل را بین چند جعبه جانشینی مرحله بعد توزیع می کند. در هر مرحله، کلید مرحله با خروجی جعبه جایگشت XOR می شود.
در این شبکه، فقط یک بار استفاده از جعبه جایگشت یا جعبه جانشینی از نظر امنیت مناسب نیست. یک جعبه جانشینی در واقع مانند یک سیستم رمز جانشینی عمل می کند در حالی که یک جعبه جایگشت به صورت یک سیستم رمز جابجایی عمل می کند. اگرچه که یک شبکه جانشینی جایگشت خوب از چندین لایه از جعبه های جانشینی و جعبه های جایگشت استفاده می کنند که خصوصیات آشفتگی و پخش شانون را دارند:
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفچنین شبکه ای به عنوان ورودی کلید k و یک قالب از متن اصلی را می گیرد و چندین لایه از جعبه های جانشینی و جعبه های جایگشت را به منظور به دست آوردن قالبی از متن رمزی روی آن اعمال می کند. جعبه های جانشینی و جایگشت در واقع زیرقالب هایی از بیت های ورودی را به بیت های خروجی تبدیل می کنند. اصولاً در این جعبه ها از عملگرهایی مانند XOR که به صورت کارا در سخت افزار انجام می شوند، استفاده می شود. در هر مرحله زیرکلیدی از کلید اصلی با استفاده از زمان بند کلید به دست می آید که کلید آن لایه محسوب می شود.
رمزگشایی به سادگی انجام می شود. به این صورت که جعبه های جانشینی و جایگشت را همراه با زیرکلیدهای هر مرحله به صورت معکوس استفاده کنیم.
یک جعبه جانشینی یک قالب کوچک از بیت های ورودی را به قالب دیگری از بیت ها تبدیل می کند. این جانشینی باید یک به یک باشد، تا بتوان اطمینان داشت که رمزگشایی انجام می شود. به طور مشخص طول خروجی جعبه جانشینی با طول ورودی آن یکسان است. ( در شکل سمت راست جعبه های جانشینی ورودی و خروجی ۴ دارند ) . البته این عمومیت ندارد و جعبه های جانشینی وجود دارند که طول ورودی و خروجی آن ها یکسان نیست. یک جعبه جانشینی خوب باید دارای این خصوصیت باشد که تعویض یک بیت ورودی باعث تغییر در نیمی از بیت های خروجی جعبه جانشینی باشد. همچنین هر بیت خروجی چنین جعبه ای باید به همه بیت های ورودی بستگی داشته باشد.
یک جعبه جایگشت، جایگشتی از بیت ها فراهم می کند. این جعبه در هر لایه، خروجی های جعبه های جانشینی را می گیرد و بیت های آن را جایگشت می دهد و سپس خروجی خود را به عنوان ورودی به جعبه های جانشینی مرحله مرحله بعد می دهد. یک جعبه جایگشت خوب تا آن جا که ممکن است بیت های خروجی یک جعبه جانشینی مرحله قبل را بین چند جعبه جانشینی مرحله بعد توزیع می کند. در هر مرحله، کلید مرحله با خروجی جعبه جایگشت XOR می شود.
در این شبکه، فقط یک بار استفاده از جعبه جایگشت یا جعبه جانشینی از نظر امنیت مناسب نیست. یک جعبه جانشینی در واقع مانند یک سیستم رمز جانشینی عمل می کند در حالی که یک جعبه جایگشت به صورت یک سیستم رمز جابجایی عمل می کند. اگرچه که یک شبکه جانشینی جایگشت خوب از چندین لایه از جعبه های جانشینی و جعبه های جایگشت استفاده می کنند که خصوصیات آشفتگی و پخش شانون را دارند:
wiki: شبکه جانشینی جایگشت