S-box

Definition / 释义

S-box（substitution box，替换盒/代换盒）：分组密码（如 AES、DES）中的一种非线性替换组件，通常把输入比特/字节按规则映射成另一组输出，用来增强加密的“混淆性”（让明文、密钥与密文之间的关系更难被推导）。在具体算法里，S-box 可以是查表形式，也可能由数学结构构造而成。

Pronunciation (IPA) / 发音

/ˈɛs bɒks/（英式）; /ˈɛs bɑːks/（美式）

Examples / 例句

The algorithm applies an S-box to each byte.
该算法对每个字节应用一次 S-box（替换盒）。

In AES, the S-box is designed to add nonlinearity and help resist differential and linear cryptanalysis.
在 AES 中，S-box 的设计旨在引入非线性，从而帮助抵抗差分分析与线性分析。

Etymology / 词源

S-box 来自 Substitution box（替换盒）：其中 S 代表 substitution（替换/代换），box 表示“模块/盒子”。该术语在现代密码学讨论分组密码结构时非常常见，尤其是在 DES、AES 等算法的说明与分析中，用来指代负责“代换”的核心部件。

Related Words / 相关词

• AES
• Block Cipher
• Cipher
• Cryptanalysis
• DES
• Differential Cryptanalysis
• Linear Cryptanalysis
• Nonlinearity
• Permutation
• Substitution

Literary Works / 文献与作品中的用例

• *FIPS PUB 197: Advanced Encryption Standard (AES)*（美国联邦信息处理标准 197）：在算法步骤中明确使用 S-box（SubBytes）进行字节替换。
• The Design of Rijndael: AES — The Advanced Encryption Standard（Daemen & Rijmen）：详细讨论 Rijndael/AES 的 S-box 设计思想与安全性。
• Applied Cryptography（Bruce Schneier）：在讲解分组密码结构与设计原则时涉及 S-box 的作用与常见分析。
• Handbook of Applied Cryptography（Menezes, van Oorschot, Vanstone）：在分组密码与密码分析章节中讨论 S-box 的性质与评估方法。