Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Semantic Mutation Operator for Fast and Efficient Design of Bent Boolean Functions

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216305%3A26230%2F24%3APU149919" target="_blank" >RIV/00216305:26230/24:PU149919 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://rdcu.be/ds8Zc" target="_blank" >https://rdcu.be/ds8Zc</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1007/s10710-023-09476-w" target="_blank" >10.1007/s10710-023-09476-w</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Semantic Mutation Operator for Fast and Efficient Design of Bent Boolean Functions

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Boolean functions are important cryptographic primitives with extensive use in symmetric cryptography. These functions need to possess various properties, such as nonlinearity to be useful. The main limiting factor of the quality of a Boolean function is the number of its input variables, which has to be sufficiently large. The contemporary design methods either scale poorly or are able to create only a small subset of all functions with the desired properties. This necessitates the development of new and more efficient ways of Boolean function design. In this paper, we propose a new semantic mutation operator for the design of bent Boolean functions via genetic programming. The principle of the proposed operator lies in evaluating the function's nonlinearity in detail to purposely avoid mutations that could be disruptive and taking advantage of the fact that the nonlinearity of a Boolean function is invariant under all affine transformations. To assess the efficiency of this operator, we experiment with three distinct variants of genetic programming and compare its performance to three other commonly used non-semantic mutation operators. The detailed experimental evaluation proved that the proposed semantic mutation operator is not only significantly more efficient in terms of evaluations required by genetic programming but also nearly three times faster than the second-best operator when designing bent functions with 12 inputs and almost six times faster for functions with 20 inputs.

  • Název v anglickém jazyce

    Semantic Mutation Operator for Fast and Efficient Design of Bent Boolean Functions

  • Popis výsledku anglicky

    Boolean functions are important cryptographic primitives with extensive use in symmetric cryptography. These functions need to possess various properties, such as nonlinearity to be useful. The main limiting factor of the quality of a Boolean function is the number of its input variables, which has to be sufficiently large. The contemporary design methods either scale poorly or are able to create only a small subset of all functions with the desired properties. This necessitates the development of new and more efficient ways of Boolean function design. In this paper, we propose a new semantic mutation operator for the design of bent Boolean functions via genetic programming. The principle of the proposed operator lies in evaluating the function's nonlinearity in detail to purposely avoid mutations that could be disruptive and taking advantage of the fact that the nonlinearity of a Boolean function is invariant under all affine transformations. To assess the efficiency of this operator, we experiment with three distinct variants of genetic programming and compare its performance to three other commonly used non-semantic mutation operators. The detailed experimental evaluation proved that the proposed semantic mutation operator is not only significantly more efficient in terms of evaluations required by genetic programming but also nearly three times faster than the second-best operator when designing bent functions with 12 inputs and almost six times faster for functions with 20 inputs.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10201 - Computer sciences, information science, bioinformathics (hardware development to be 2.2, social aspect to be 5.8)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/GA21-13001S" target="_blank" >GA21-13001S: Automatizovaný návrh hardwarových akcelerátorů pro strojového učení zohledňující výpočetní zdroje</a><br>

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2024

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Genetic Programming and Evolvable Machines

  • ISSN

    1389-2576

  • e-ISSN

    1573-7632

  • Svazek periodika

    25

  • Číslo periodika v rámci svazku

    3

  • Stát vydavatele periodika

    US - Spojené státy americké

  • Počet stran výsledku

    32

  • Strana od-do

    1-32

  • Kód UT WoS článku

    001117604500001

  • EID výsledku v databázi Scopus