李浪：计算机专业博士，教授。中国计算机学会高级会员CCF(No:E200012218S), 美国计算机学会会员ACM（No:8698431）。衡阳师范学院计算机应用技术学科带头人（2012），衡阳师范学院英才计划支持者（2011)，具有一定的学术影响力，在信息安全与嵌入式系统方向上做了一些学术研究。2000.5月加入民革，2004.9月担任民革师院支部主委，连续带领支部获得民革市委表彰的优秀支部，2010年获得民革省委优秀党员称号。衡阳市政协委员。

轻量级分组密码因其计算速度快，占用面积小且具有一定安全性的原因，被大量应用于物联网、传感器等资源受限的设备中，随着这些设备的普及，轻量级分组密码算法的研究也变得越来越重要。本书从面向物联网的轻量级分组密码的设计与分析角度进行论述，主要包括轻量级分组密码整体结构和组件的设计，轻量级分组密码常用的分析方法以及近几年作者在轻量级分组密码方面一些设计、分析、防护及优化的典型实例。可给相关专业的研究生、高年级的本科生作为学习教材，也适合相关技术领域的科技人员参考。

第1章轻量级分组密码概述(1)
1.1密码学(1)
1.1.1古典密码学(1)
1.1.2近代密码学(1)
1.1.3现代密码学(2)
1.2分组密码(3)
1.2.1分组密码的设计(3)
1.2.2分组密码的分析(4)
1.3轻量级分组密码的产生(5)
1.4轻量级分组密码的发展(5)
1.5轻量级分组密码的基本概念(7)
1.5.1轻量级分组密码的结构(7)
1.5.2轻量级分组密码的特点(8)
1.5.3轻量级密码实现性能(9)
1.5.4轻量级分组密码的安全性分析(12)
习题1(13)
第2章典型（轻量级）分组密码算法(14)
2.1数据加密标准DES(14)
2.1.1DES的加密算法(14)
2.1.2DES的密钥扩展算法(17)
2.1.3DES的安全性分析(20)
2.2高级加密标准AES(20)
2.2.1AES的加密算法(20)
2.2.2AES的解密算法(23)
2.2.3AES的密钥扩展算法(23)
2.2.4AES的安全性分析(23)
2.3轻量级分组密码算法HIGHT(24)
2.3.1HIGHT的加密算法(24)
2.3.2HIGHT的密钥扩展算法(24)
2.3.3HIGHT的安全性分析(25)
2.4轻量级分组密码算法PRESENT(26)
2.4.1PRESENT的加密算法(26)
2.4.2PRESENT的解密算法(27)
2.4.3PRESENT的密钥扩展算法(28)
2.4.4PRESENT的安全性分析(28)
2.5轻量级分组密码算法PUFFIN(28)
2.5.1PUFFIN的加密过程(28)
2.5.2PUFFIN的安全分析(29)
2.6轻量级分组密码算法Piccolo(29)
2.6.1Piccolo的加密算法(29)
2.6.2Piccolo的密钥扩展算法(31)
2.6.3Piccolo的安全分析(31)
2.7轻量级分组密码算法LED(31)
2.7.1LED加密算法(31)
2.7.2LED的密钥扩展算法(32)
2.7.3LED的安全分析(32)
2.8轻量级分组密码算法LBlock(33)
2.8.1LBlock的加密算法(33)
2.8.2LBlock的解密算法(34)
2.8.3LBlock的密钥扩展算法(35)
2.8.4LBlock的安全分析(35)
2.9轻量级分组密码算法KLEIN(35)
2.9.1KLEIN的加密算法(36)
2.9.2KLEIN的密钥扩展算法(38)
2.9.3KLEIN的安全分析(38)
2.10轻量级分组密码算法TWINE(38)
2.10.1TWINE的加密算法(38)
2.10.2TWINE的解密算法(40)
2.10.3TWINE的密钥扩展算法(40)
2.11轻量级分组密码算法PRINCE(41)
2.11.1PRINCE的加密算法(41)
2.11.2PRINCE的密钥扩展算法(43)
2.11.3PRINCE的安全分析(43)
2.12轻量级分组密码算法ITUbee(43)
2.12.1ITUbee的加解密算法(43)
2.12.2ITUbee的安全分析(44)
习题2(45)
第3章轻量级分组密码设计原理和整体结构(46)
3.1轻量级分组密码一般设计原理(46)
3.2轻量级分组密码的数学理论基础(47)
3.2.1有限域运算(49)
3.2.2伪随机性在轻量级分组密码中的应用(51)
3.3轻量级分组密码算法的整体结构(52)
3.3.1Feistel结构(53)
3.3.2广义Feistel结构(53)
3.3.3SPN结构(53)
3.3.4MISTY结构和LaiMassey结构(54)
习题3(56)
第4章轻量级分组密码非线性层(57)
4.1S盒的设计准则(57)
4.2S盒的构造方法(58)
4.3典型的S盒设计(59)
4.3.1典型静态使用模式下S盒设计(59)
4.3.2典型动态使用模式下S盒设计(60)
4.4S盒指标评估软件SboxAssessment(61)
4.4.1SboxAssessment软件(61)
4.4.2SboxAssessment软件使用步骤(61)
4.5ARX结构基本知识和特性(64)
4.6基于ARX结构轻量级分组密码HIGHT(65)
4.7基于ARX结构轻量级分组密码SIMON和SPECK(66)
4.7.1SIMON密码设计原理(67)
4.7.2SPECK密码设计原理(68)
4.8Simeck密码设计原理(69)
习题4(70)
第5章轻量级分组密码扩散层(71)
5.1轻量级密码算法的新特点(71)
5.2扩散层的设计准则(72)
5.2.1置换(72)
5.2.2线性变换(79)
5.3扩散层的构造方法(79)
5.4典型的密码扩散层(80)
5.4.1传统分组密码算法典型扩散层(80)
5.4.2轻量级分组密码算法典型扩散层(82)
习题5(83)
第6章轻量级分组密码的轮函数及密钥扩展(84)
6.1轮函数的设计准则(84)
6.2轮函数的种类(84)
6.3典型密码算法的轮函数(86)
6.3.1传统分组密码算法的轮函数典型案例(86)
6.3.2轻量级密码算法的轮函数典型案例(87)
6.4密钥扩展算法的基本原理(90)
6.5密钥扩展算法实例(91)
习题6(92)
第7章轻量级分组密码常用分析方法(93)
7.1分析方法简述(93)
7.2强力攻击(94)
7.2.1穷尽密钥搜索攻击(94)
7.2.2字典攻击(95)
7.2.3查表攻击(95)
7.2.4时间存储折中攻击(95)
7.3差分密码分析(96)
7.3.1差分密码分析基本原理(96)
7.3.2高阶差分密码分析(97)
7.3.3截断差分密码分析(98)
7.3.4不可能差分密码分析(100)
7.4线性密码分析(101)
7.4.1线性密码分析基本原理(102)
7.4.2多重线性密码分析(103)
7.4.3非线性密码分析(103)
7.5相关密钥密码分析(104)
7.6侧信道攻击(107)
7.6.1计时攻击(108)
7.6.2功耗攻击(108)
7.6.3电磁分析(110)
7.6.4故障攻击(111)
7.6.5缓存攻击(114)
7.7其他分析方法(114)
7.7.1积分密码分析(114)
7.7.2碰撞攻击(115)
7.7.3插值攻击(116)
7.7.4模板攻击(116)
7.7.5Biclique分析(117)
7.7.6组合分析(119)
7.7.7自动化分析(125)
习题7(127)
第8章轻量级分组密码设计与分析实例(128)
8.1轻量级分组密码设计举例(128)
8.1.1新型高安全轻量级分组密码算法Magpie(129)
8.1.2新型低资源、高效轻量级分组密码算法Surge(134)
8.1.3超轻量级分组密码算法QTL(139)
8.2轻量级分组密码分析举例(146)
8.2.1轻量级PRESENT加密算法功耗攻击研究(147)
8.2.2ITUbee密码代数旁路攻击(150)
8.2.3PRINCE轻量级密码算法的差分故障分析(157)
8.2.4基于MILP方法的LED密码安全性分析(161)
8.3轻量级分组密码防护对策举例(167)
8.3.1一种AES随机变换掩码方案及抗DPA分析(170)
8.3.2一种抗高阶旁路攻击的LED密码算法(177)
8.4轻量级分组密码优化举例(180)
8.4.1KLEIN加密算法优化研究(182)
8.4.2PRESENT密码硬件语言实现及其优化研究(187)
8.4.3轻量级密码算法LBlock的FPGA优化实现(190)
8.4.4一种Piccolo加密算法硬件优化实现研究(192)
8.5轻量级分组密码的应用(196)
8.5.1轻量级保形加密算法设计(197)
8.5.2轻量级保形加密算法在隐私保护中应用(202)
习题8(203)
参考文献(205)