Mục nhập 16 bit trong S-Box của mật mã khối SPN: Nó có cùng tốc độ/hiệu suất so với mục nhập 8 bit không?

tôi đã học được điều đó trong Thay thế-hoán vị mật mã khối, kích thước tối đa của bộ S-Box để nhận mục nhập từ dữ liệu là số đếm tối đa của dữ liệu, ví dụ: nếu mục nhập là 8 bit thì bộ S-Box sẽ được sử dụng là 256 byte như 2^8=256.

Các mục nhập 16 bit trong bộ S-Box 65536 byte (2^16) có cung cấp cùng tốc độ/hiệu suất (chu kỳ trên mỗi byte) cho mật mã cũng như liệu các mục nhập 8 bit được sử dụng trong S 256 byte hay không? -Bộ hộp?

Các mục nhập 16 bit yêu cầu bộ S-Box lớn hơn (65536 byte), liệu nó có chậm hơn 256 lần so với nếu nó được sử dụng mục nhập 8 bit không? (như 65536/256=256).

Đầu tiên lưu ý rằng một $2^{16}$-bảng tra cứu dài gồm các mục nhập 16 bit=2 byte chiếm 131.072 byte dung lượng.

Câu hỏi của bạn phụ thuộc rất nhiều vào kiến ​​trúc. Để mã hóa nhanh, bạn sẽ muốn S-load vào bit nhanh nhất của bộ nhớ đệm (bộ đệm L1 là một thuật ngữ được sử dụng thường xuyên). Bây giờ Pentium III chẳng hạn đã có 32KB bộ đệm L1 có thể dễ dàng đối phó với hộp S-box 256B, nhưng sẽ không thể đối phó với S-Box của bạn. Nó sẽ hoán đổi các phần của bảng vào và ra và thực hiện một cú đánh hiệu suất. Các bộ xử lý hiện đại hơn như dòng Xeon có 1-2 MB bộ đệm L1 và có thể đối phó được. Nếu bạn muốn mã hóa nội dung trong các môi trường hạn chế về tài nguyên như điện thoại di động và cảm biến IoT (và đây là trọng tâm của rất nhiều thiết kế mật mã khối ngày nay), hãy lưu ý rằng ví dụ: Bộ đệm L1 của ARM Cortex A thường là 32 kB hoặc 64 kB và sẽ không đối phó tốt.

Hiệu quả tổng thể có thể thấp hơn nhiều so với hệ số 256 (nhưng một lần nữa, tốc độ xe buýt phụ thuộc vào kiến ​​trúc sẽ ảnh hưởng đến điều này). Tuy nhiên, sự thay đổi về thời gian do hoán đổi bộ đệm tạo ra làm tăng nguy cơ tấn công kênh bên thời gian (Bernstein "Các cuộc tấn công thời gian bộ nhớ cache trên AES" đã chỉ ra rằng các hiệu ứng thời gian của bộ đệm có thể gây ra các lỗ hổng trong quá trình triển khai AES). Điều này bây giờ trở thành một câu hỏi không chỉ về sự suy giảm hiệu suất mà còn cả sự xuống cấp về bảo mật.