S-Box

S-Box (substitution box), terme anglais désignant une table de substitution utilisée dans un algorithme de chiffrement symétrique. Une S-Box contribue à la « confusion » (terme employé par Claude Shannon) en rendant l'information originale inintelligible. Les S-Boxes permettent de casser la linéarité de la structure de chiffrement et leur nombre varie selon les algorithmes. DES compte par exemple huit tables de 16x4 éléments.

Une table de substitution prend en général une variable de m bits en entrée et produit une sortie de n bits, les entrées et les sorties n'ont pas forcément la même taille. Les tables sont souvent définies à l'avance mais il arrive parfois qu'elles soient générées par l'algorithme (par exemple dans Blowfish). Les valeurs présentes dans les S-Box doivent être choisies de manière à éviter les attaques, par divers moyens comme l'utilisation de fonctions courbes. Dans le cas de DES, il a été prouvé que les tables avaient été conçues de manière à résister à la cryptanalyse différentielle (technique qui ne sera publiée que bien des années plus tard).

Exemple

Voici une S-Box (S₅) tirée de l'algorithme DES. La sortie de 4 bits est obtenue à partir de l'entrée de 6 bits. On divise ces 6 bits en deux parties : les deux bits aux extrémités et les quatre bits restants (au centre). Les deux bits indiquent la ligne et les bits centraux donnent la colonne correspondante. Par exemple, avec une entrée "011011", on divise en "0 1101 1". Ce qui donne pour la ligne "01" et pour la colonne "1101". La sortie de la table est alors "1001".

S5		4 bits au centre de l'entrée
		0000	0001	0010	0011	0100	0101	0110	0111	1000	1001	1010	1011	1100	1101	1110	1111
Bits externes	00	0010	1100	0100	0001	0111	1010	1011	0110	1000	0101	0011	1111	1101	0000	1110	1001
	01	1110	1011	0010	1100	0100	0111	1101	0001	0101	0000	1111	1100	0011	1001	1000	0110
	10	0100	0010	0001	1011	1100	1101	0111	1000	1111	1001	1100	0101	0110	0011	0000	1110
	11	1011	1000	1100	0111	0001	1110	0010	1101	0110	1111	0000	1001	1100	0100	0101	0011

Voir aussi

Liens internes

• DES
• AES
• Blowfish
• Cryptographie symétrique
• Cryptanalyse différentielle
• (en) La S-Box utilisée par Rijndael

Liens externes

• (fr) Practical S-Box design, papier de C. Adams