代换-置换网络（SP网络）

0x01 概述

代换-置换网络是一系列被应用于分组密码中相关的数学运算，高级加密标准（英语：AES）、3-Way、Kuznyechik、PRESENT、SAFER、SHARK、Square都有涉用。这种加密网络使用明文块和密钥块作为输入，并通过交错的若干“轮”（或“层”）代换操作和置换操作产生密文块。代换（Substitution）和置换（Permutation）分别被称作S盒（替换盒，英语：S-boxes）和P盒（排列盒，英语：P-boxes）。由于其实施于硬件的高效性，代换-置换网络的应用十分广泛。

0x02 定义

一个代换-置换网络包括两个长度分别为l, m的映射变换，变换结果为lm分组长度的明文到相同分组长度的密文空间。为对分组进行加密，需要一个同样长度为lm的密钥。而该密钥每一轮加密中均不相同，由初始密钥K按照一定原则产生。加密主要包括三个部分：代换，置换和轮密钥混合（通常为异或（英语：XOR）操作）。密钥的生成规则称为密钥编排算法。
设要加密的明文为X，则：

第一个为代换，第二个为置换，第三个为轮密钥混合