Estendemos o trabalho de Vincent Rijmen e Joan Daemen na estratégia de trilha larga, uma metodologia de projeto para primitivas criptográficas simétricas eficientes e demonstravelmente resistentes às técnicas de criptanálise diferencial e linear. Preocupamo-nos principalmente com a melhoria na eficiência de primitivas projetadas de acordo com a estratégia de trilha larga. Investigamos duas linhas distintas de pesquisa: a aplicabilidade da técnica de bitslicing à implementação em software de primitivas baseadas na estratégia de trilha larga; e o projeto de S-boxes estruturadas com implementação eficiente em hardware e bitslicing, e especificamente, o uso de S-boxes invariantes por rotação, que exibem propriedades vantajosas para implementação. Também implementamos e otimizamos algumas primitivas criptográficas em plataformas de software selecionadas, para substanciar e aprimorar as afirmações de eficiência da estratégia de trilha larga. Ademais, aplicamos nosso conhecimento e técnicas propostas ao projeto de novas primitivas criptográficas altamente eficientes, em particular a função de hash MAELSTROM-0 e a cifra de bloco legada FUTURE.

We extend the work of Vincent Rijmen and Joan Daemen on the Wide Trail strategy, a design methodology for symmetric-key cryptographic primitives which are efficient and provably secure against differential and linear cryptanalysis. We concern ourselves mainly with improving the efficiency of primitives designed according to the Wide Trail strategy. To that end, we investigate two distinct lines of research: the applicability of the bitslicing technique to the software implementation of primitives based on the Wide Trail strategy; and the design of structured S-boxes with efficient implementation in hardware and bitslicing, and specifically, the use of rotation-symmetric S-boxes, which exhibit advantageous implementation properties. We also perform general implementation and optimization work on selected software platforms, to further realize the claims of efficiency of the Wide Trail strategy. Additionally, we apply our expertise and proposed techniques to the design of new highly-efficient cryptographic primitives, in particular the hash function MAELSTROM-0 and the legacy-level block cipher FUTURE.