Journal article

Asymptotic Distributions for S-Box Heterogeneous Differential Probabilities

Year:

2019

Published in:

Theoretical and cryptographic problems of cybersecurity
differential cryptanalysis
S-Box
heterogeneous differential

We study asymptotic behavior of heterogeneous differentials, i.e. pairs of S-box input and output differences when «differences» are calculated with respect to non-equal Abelian operations. We prove that probabilities of any fixed (+,⊕)-differential asymptotically follow Poisson distribution with parameter 1 or 1/2 dependent on the order of input difference in corresponding group, when S-box is taken randomly and uniformly from a set of all possible n-bit bijective mappings. These results generalize and complete the Hawkes and O‘Connor research about asymptotic distribution of homogeneous differentials. Besides, we examine the convergence of exact differential probabilities to their asymptotic estimations. Experimental evaluations show that discrepancy is low even for small size n of S-box

Related by author

16 publications found

2025
Journal article

Differential Properties of LRX‑analogues of Small Constant Multiplication

Publisher: Journal of Electronics and Telecommunication

Authors: Serhii Yakovliev

2025
Journal article

Differential‑Rotational Probabilities of Modular Addition and Its Approximations

Publisher: Theoretical and cryptographic problems of cybersecurity

Authors: Serhii Yakovliev, Nikita Korzh

2018
Working paper

Імовірності Диференціалів Шифруючих Перетворень із Частковим Забілюванням Ключами

Publisher: Igor Sikorsy Kyiv Polytechnic Institute

Authors: Serhii Yakovliev, Volodymyr Poluliakh

2013
Journal article

Методика Обгрунтування Стійкості Немарковських Симетричних Блочних Шифрів До Диференціального Криптоаналізу

Publisher: ВІСНИК НТУУ «КПІ»

Authors: Serhii Yakovliev

2018
Conference proceedings

Побудова Оцінок Стійкості SP‑мереж Спеціального Виду до Диференціального Криптоаналізу

Publisher: Міжнародної науково-практичної конференції

Authors: Serhii Yakovliev, Oleksii Yakymchuk

2016
Journal article

Cryptographic Properties of a New National Encryption Standard of Ukraine

Publisher: Cybernetics and Systems Analysis

Authors: Serhii Yakovliev, A. N. Alekseychuk, L. V. Kovalchuk, A. S. Shevtsov

2017
Working paper

Асимтотичні Розподіли Імовірностей Змішаних Диференціалів Випадкових S‑Блоків

Publisher: Igor Sikorsy Kyiv Polytechnic Institute

Authors: Serhii Yakovliev, Vsevolod Bakhtigozin

2012
Journal article

Estimations of Differential Probabilities of Unkeyed R‑Scheme of Block Encryption

Publisher: Journal of Automation and Information Sciences

Authors: Serhii Yakovliev, Yana Yevsyukova

2012
Working paper

Доказова Стiйкiсть Алгоритму Шифрування “Кузнєчiк” До Диференцiального Та Лiнiйного Криптоаналiзу

Publisher: Igor Sikorsy Kyiv Polytechnic Institute

Authors: Serhii Yakovliev

2018
Conference proceedings

Індекси Розгалуження Матриць над Кільцями Лишків

Publisher: Міжнародної науково-практичної конференції

Authors: Serhii Yakovliev, Oleh Kurinnyi