S-блок (информатика)

---

S-блок (или блок подстановок, англ. s-box от substitution-box) — функция в коде программы или аппаратная система, принимающая на входе n бит, преобразующая их по определённому алгоритму и возвращающая на выходе m бит. n и m не обязательно равны^[1].

В электронике можно непосредственно применять схему, приведённую на рисунке. В программировании же создают таблицы замен (подстановочные таблицы, таблицы подстановок). Оба этих подхода являются эквивалентными, то есть данные, зашифрованные на компьютере, можно расшифровать на электронном устройстве и наоборот.

S-блок называется идеальным (англ. perfect s‑box)^[2], если значения выходных бит вычисляются бент-функцией на основе значений входных бит и любая линейная комбинация выходных бит является бент-функцией от входных бит.

Например, для шифра (алгоритма) DES используется фиксированная таблица, а для шифров Blowfish и Twofish таблица создаётся на основе ключа.

Пример^[3]. Рассмотрим работу с таблицей пятого s‑блока (${\displaystyle S_{5}}$) шифра DES. Пятый s‑блок принимает на входе 6 бит (${\displaystyle n=6}$), а на выходе возвращает 4 бита (${\displaystyle m=4}$). Пронумеруем входные биты слева направо от 1 до 6. Таблица подстановок имеет следующий вид:

Дешифратор — устройство, преобразующее n‑разрядный двоичный сигнал в одноразрядный сигнал по основанию ${\displaystyle 2^{n}}$.

---