编辑“︁S盒”︁

{{noteTA
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在[[密码学]]中，一个'''S盒'''（'''S'''ubstitution-'''box'''，'''替换盒'''）是[[對稱密鑰加密]]算法执行替换计算的基本结构。在[[块密码]]中，它们通常用于模糊密钥与[[密文]]之间的关系——[[克劳德·香农|香农]]的[[混淆与扩散|混淆]]理论<ref name="chandra-516">{{cite book|authors=Chandrasekaran, J. et al.|chapter=A Chaos Based Approach for Improving Non Linearity in the S-Box Design of Symmetric Key Cryptosystems|editors=Meghanathan, N. et al.|title=Advances in Networks and Communications: First International Conference on Computer Science and Information Technology, CCSIT 2011, Bangalore, India, January 2-4, 2011. Proceedings, Part 2|publisher=Springer|year=2011|isbn=978-3-642-17877-1|page=516|url=http://books.google.com/books?id=pXOS4ZTUJLYC&pg=PA516|access-date=2013-03-23|archive-date=2016-05-11|archive-url=https://web.archive.org/web/20160511195649/https://books.google.com/books?id=pXOS4ZTUJLYC&pg=PA516|dead-url=no}}</ref>。

通常，S-Box接受特定数量的输入比特''m''，并将其转换为特定数量的输出比特''n''，其中''n'' 不一定等于''m''<ref name="chandra-516" />。一个''m''×''n''的S盒可以通过包含2<sup>''m''</sup>条目，每条目''n''比特的[[查找表]]实现。S盒通常是固定的（例如[[DES]]和[[高级加密标准|AES]]加密算法）, 也有一些加密算法的S盒是基于密钥动态生成的（例如[[Blowfish_(密码学)|Blowfish]]和[[双鱼算法]]加密算法）。

[[DES]]的6×4位S盒（S<sub>5</sub>）是一个很好的例子：

{| class="wikitable" align="center"
! rowspan="2" colspan="2" | S<sub>5</sub> || colspan="16" align="center" | 中间四个比特
|-
! 0000 !! 0001 !! 0010 !! 0011 !! 0100 !! 0101 !! 0110 !! 0111 !! 1000 !! 1001 !! 1010 !! 1011 !! 1100 !! style="background:#ffdead;" | 1101 !! 1110 !! 1111
|-
! rowspan="4" | 首尾比特 
! 00 
| 0010 || 1100 || 0100 || 0001 || 0111 || 1010 || 1011 || 0110 || 1000 || 0101 || 0011 || 1111 || 1101 || style="background:#ffdead;" | 0000 || 1110 || 1001
|-
! style="background:#deffad;" | 01
| style="background:#deffad;" | 1110 || style="background:#deffad;" | 1011 || style="background:#deffad;" | 0010 || style="background:#deffad;" | 1100 || style="background:#deffad;" | 0100 || style="background:#deffad;" | 0111 || style="background:#deffad;" | 1101 || style="background:#deffad;" | 0001 || style="background:#deffad;" | 0101 || style="background:#deffad;" | 0000 || style="background:#deffad;" | 1111 || style="background:#deffad;" | 1010 || style="background:#deffad;" | 0011 || style="background:#fefe2d;" | 1001 || style="background:#deffad;" | 1000 || style="background:#deffad;" | 0110
|-
! 10
| 0100 || 0010 || 0001 || 1011 || 1010 || 1101 || 0111 || 1000 || 1111 || 1001 || 1100 || 0101 || 0110 || style="background:#ffdead;" | 0011 || 0000 || 1110
|-
! 11
| 1011 || 1000 || 1100 || 0111 || 0001 || 1110 || 0010 || 1101 || 0110 || 1111 || 0000 || 1001 || 1010 || style="background:#ffdead;" | 0100 || 0101 || 0011
|}

给定6比特输入，将首尾两个比特作为行条件、中间四个比特（inner four bits）作为列条件进行查表，最终获得4比特输出。例如，输入“'''0'''1101'''1'''”，通过首尾两个比特“'''01'''”和中间的比特“1101”进行查表，最终的输出应该是“1001”<ref>{{cite book|last=Buchmann|first=Johannes A.|title=Introduction to cryptography|url=https://archive.org/details/introductiontocr0000buch_p6t6|year=2001|publisher=Springer|location=New York, NY [u.a.]|isbn=0-387-95034-6|pages=[https://archive.org/details/introductiontocr0000buch_p6t6/page/119 119]–120|edition=Corr. 2. print.|chapter=5. DES}}</ref>。

== 参见 ==
* [[单射、满射与双射]]
* [[布尔函数]]
* [[Nothing up my sleeve number]]
* [[P盒]]（P-box）
* [[置换式密码]]
* [[Rijndael S盒]]
* [[替换式密码]]

== 参考文献 ==
{{Reflist}}

{{密码学 | block}}

[[Category:S盒| ]]
[[Category:密码算法]]