[發(fā)明專利]DES加密電路和方法及其硬件電路實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810219135.1
• 申請日: 2008-11-17
• 公開（公告）號: CN101431405A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃君凱;張奇;潘文明;鄭觀東
• 申請（專利權(quán)）人: 暨南大學(xué)
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 陳燕嫻

1.DES加密方法，其特征在于，實現(xiàn)本方法的DES加密電路包括：

用于實現(xiàn)整個DES加密電路的狀態(tài)控制、狀態(tài)譯碼、模式選擇并控制密鑰模塊、運算模塊的主控制模塊；

用于接收來自外部電路的初始密鑰，產(chǎn)生加密或者解密時所需要的子密鑰并將子密鑰向運算模塊傳輸?shù)拿荑€模塊；

用于接收來自外部電路的明文或者密文數(shù)據(jù)，利用密鑰模塊產(chǎn)生的子密鑰對數(shù)據(jù)進(jìn)行初始置換、循環(huán)迭代、逆初始循環(huán)，產(chǎn)生最終的密文或者明文的運算模塊；

其中，所述密鑰模塊、運算模塊、主控制模塊兩兩信號連接；

本DES加密方法包括下述步驟：

a、主控制模塊設(shè)置DES加密電路的工作模式，DES加密電路有四種工作模式，分別是3DES加密工作模式、3DES解密工作模式、DES加密工作模式、DES解密工作模式；

b、輸入初始信號，要求DES加密電路的密鑰模塊開始接收密鑰，DES加密電路開始工作，主控制模塊激活；

c、輸入初始脈沖信號后，每個周期密鑰模塊接收8位的初始密鑰數(shù)據(jù)，連續(xù)輸入8次，共64位，表示初始密鑰K1；如果DES加密電路處于DES加密模式或DES解密模式，則只輸入64位密鑰；若DES加密電路處于3DES加密工作模式或3DES解密工作模式，則連續(xù)24次輸入8位的初始密鑰數(shù)據(jù)，即K2和K3，密鑰模塊根據(jù)輸入的初始密鑰數(shù)據(jù)產(chǎn)生子密鑰；

d、從初始信號脈沖出現(xiàn)后的第三個工作周期開始，連續(xù)8次輸入8位的明文數(shù)據(jù)或密文數(shù)據(jù)到運算模塊，運算模塊接收明文數(shù)據(jù)或密文數(shù)據(jù)，最后得到共64位的明文數(shù)據(jù)或密文數(shù)據(jù)；

e、運算模塊接收來自密鑰模塊的子密鑰，對明文數(shù)據(jù)進(jìn)行DES運算或?qū)γ芪臄?shù)據(jù)進(jìn)行DES解密運算；

f、若干個工作周期運算完畢后，運算模塊在8個周期內(nèi)的每個周期輸出8位數(shù)據(jù)即共輸出64位加密或的密文數(shù)據(jù)或解密運算后的明文數(shù)據(jù)。

2.一種利用權(quán)利要求1所述DES加密方法的硬件電路實現(xiàn)方法，其特征在于，包括下述步驟：

h、用移位寄存器實現(xiàn)初始置換和逆初始置換，接收與初始置換邏輯單元在接收明文數(shù)據(jù)或密文數(shù)據(jù)的同時進(jìn)行初始置換，逆初始置換與發(fā)送邏輯單元在逆初始置換的同時發(fā)送加密后的密文數(shù)據(jù)或解密后的明文數(shù)據(jù)；

i、采用兩次循環(huán)結(jié)構(gòu)展開與二級流水線相結(jié)合的循環(huán)結(jié)構(gòu)；

j、在循環(huán)結(jié)構(gòu)中的擴(kuò)展/置換和P置換采用連線的方式設(shè)計；

k、S盒設(shè)計為ROM的形式。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述DES加密方法的硬件電路實現(xiàn)方法，其特征在于：步驟i所述采用兩次循環(huán)結(jié)構(gòu)展開與二級流水線相結(jié)合的循環(huán)結(jié)構(gòu)具體為：使DES加解密經(jīng)過輸入初始脈沖信號到連續(xù)輸入8次8位的密鑰數(shù)據(jù)共9個周期，使3DES加解密經(jīng)過輸入初始脈沖信號到連續(xù)輸入24次8位的密鑰數(shù)據(jù)共25個周期。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述DES加密方法的硬件電路實現(xiàn)方法，其特征在于：步驟k所述S盒中的每一個盒子的6位輸入數(shù)據(jù)為尋址地址，最高位和最低位數(shù)據(jù)構(gòu)成S盒子的行地址，中間4個數(shù)據(jù)構(gòu)成列地址，按照行列地址尋址的數(shù)值為S盒子的輸出結(jié)果，共8個ROM用于存放S盒子的數(shù)值。