置换会更改集合中不同元素的顺序，但是可以将其写为通过以下方式更改一个元素的函数：
那么，我们究竟如何区分这两个概念呢？
这个问题很有趣，因为我们在块密码中有这两个概念哪些S盒执行替换。问题在于该表用于将一个元素替换为另一个元素，就像排列一样。
#1 楼
如该答案和对另一个问题的答案所述，置换只是函数$ \ sigma：X {\ rightarrow} X $的数学术语，该函数将一个有限集$ X $映射到其自身，使得每个$ y \ X $中存在一个$ x \ X $，使得$ \ sigma（x）= y $。这也等同于在密码术中使用术语“替换”的方式，因此您的问题确实合理。例如，“伪随机置换”一词表示一个函数，该函数也可能被描述为“伪随机”替代（但永远不会替代）。
作为DW在下面的评论中指出，术语P盒（置换盒）和S盒（替代盒）在分组密码设计中具有特定含义。假设您有一个P-box和S-box，它们都将一个长度为$ n $的位串映射到另一个长度为$ n $的位串。在这种情况下，P-box可以表示为函数$ \ sigma：[0..n-1] \ rightarrow [0..n-1] $，它将位串中的一个索引映射到另一个索引，而S简而言之，-box的功能更多。这意味着只有$ n！ = \ Pi_ {i = 1} ^ ni $个将一个长度为$ n $的位串映射到另一个的不同的P盒，而还有$ 2 ^ n！-n！$个不同的将任何长度的位串映射的P盒。 $ n $到另一个，而不是P-box，也没有将两个不同的输入映射到相同的输出。
在分组密码设计领域中，使用上段中描述的特定含义的术语置换是明确的。但是，我建议使用术语“ P-box”，据我所知，它永远不会以与上述不同的含义使用。
为什么？好吧，举例来说，分组密码设计者假设决定合并例如设置块密码中使用的S-box的RC4密钥计划在技术上是正确的，因为将这些S-Box设置为“置换”的操作是正确的（因为这种S-box的一个属性可能是最好通过排列分解来了解设置）。但是，结果显然不是P-box。
因此，最好的答案可能是，必须与术语出现的上下文中的定义清楚区分。如有疑问，请避免使用可能引起混淆的术语。
#2 楼
置换
“ P-box”是所有位的置换，这意味着：它取一轮所有S-box的输出，对位，然后将它们送入下一轮的S盒中。一个好的P-box具有以下特性：任何S-box的输出位都分配给尽可能多的S-box输入。
替换
“ S-box”通常不只是位的排列。而是，一个好的S盒将具有以下特性：更改一个输入位将更改大约一半的输出位……所谓的“雪崩效应”。 S-box还具有每个输出位将取决于每个输入位的属性。
#3 楼
答案是，P和S盒子实际上是同一事物的两半。这就是人们将两者混淆的原因。e-sushi的S-P网络图是同时需要两者的一个很好的例子。加密功能的目的是以一种不可预测的方式更改输入，无论是用于加密密码还是用于哈希。这意味着结果与输入的结果几乎没有相似之处。这就是香农的混淆和扩散原理。
操纵输入位的最佳理论方法（全都是位操纵的问题）是使用查找表将传入的字节替换为其存储的值，例如$ x = S [x] $中的$ S $中填充了随机数。对于一个字节来说很棒。 $ S $是可以存储为256个字节的$ 2 ^ 8 $值。 e-sushi显示了64位的加密，这是DES之类的常见块大小（我知道它是$ 2 \乘以32 $位，但是谁在计数？）这需要$ 2 ^ {64} $ $ S $中的64位字，在一个完美的世界中。实际上是$ 2 ^ {64} \ x 8 $字节或大约$ 10 ^ {20} $字节。足以容纳几张软盘。这是密码学处理大量数字的原因之一。
这些东西必须在从大型机到智能卡以及iButton的任何东西上运行，才能广泛接受流。 e-sushi向我们展示了16个较小的S盒，带有$ 2 ^ 4 $位输入。这需要$ 2 ^ 4 \ times $ 16个半字节或128个字节。惊人！所有存储需求都去了哪里？
问题是4位S框与1位输入框没有什么不同，即直接1-1映射。您牺牲了存储空间以减少位处理，从而降低了安全性和可逆性。因此，在再次执行所有操作之前，P框将尽可能广泛地分布S框输出。 e-sushi的P框在位级别具有1-1映射，但不是必须的。任何位都可以映射到其他位，因此输入和输出宽度不必匹配。您可以丢失位，也可以重复位。
将S和P框放在一起可以创建另一种函数，因此现在有了$ x = f（x）$。您可以将其称为Feistel函数。如果您真的很擅长，也可以将其称为Bent函数。在里面的某个地方，您可能还会进行一些模块化算术和/或按位运算，例如SHA-1。因此，您会一遍又一遍（令人惊讶地称为“回合”），直到您认为原始输入已被充分加密。您已将存储空间用于cpu周期/时间。
因此，总而言之，为了更好地处理位并在常用硬件上实现算法，您必须妥协并在两者之间执行平衡。 S和P盒。因此，您也可以平衡安全性。
#4 楼
尽管置换和置换（或运输）密码之间存在很多混淆，但是，我们可以从基础上有所作为。众所周知，替换密码是指单字母（如果我们以字母为例），而置换是指多字母。也就是说，对于替换密码中的每个单个字母将具有唯一的字母，并且在置换密码中的每个字母可以具有不同的值（字母）。