[發(fā)明專利]基于AES算法的加解密方法及加解密器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310495732.8
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN103516512A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金爽;張獻(xiàn)英;陳飛
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市芯通信息科技有限公司
• 主分類號: H04L9/28
• 分類號: H04L9/28;H04L9/32
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 齊健

[技術(shù)領(lǐng)域]

本發(fā)明涉及AES算法加解密領(lǐng)域，尤其涉及到一種基于AES算法的加解密方法及加解密器。?

[背景技術(shù)]

AES加密算法（AdvancedEncryptStandard）是密碼學(xué)中的高級密碼標(biāo)準(zhǔn)，由美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）制定和公布。由于其具備安全性、穩(wěn)定性等優(yōu)點，現(xiàn)已成為對稱密鑰加密中最流行的算法之一，被廣泛的運(yùn)用于各個安全領(lǐng)域，其演進(jìn)方案也成為了人們在安全領(lǐng)域分析和研究的重點課題。?

加密算法的實現(xiàn)，宏觀的可分為軟件方向和硬件方向，但考慮到軟件實現(xiàn)加密算法的安全性和速率的缺陷，人們更加傾向于采用硬件實現(xiàn)加密算法。AES加密算法由于其具有簡單、計算量小和占用內(nèi)存小等特點，尤其適合采用硬件實現(xiàn)，但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，部分硬件資源不能實現(xiàn)共享，導(dǎo)致較大的面積開銷，同時電路規(guī)模大，功耗高。?

[發(fā)明內(nèi)容]

本發(fā)明提供了一種基于AES算法的加解密方法及基于AES算法的加解密器，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中，部分硬件資源不能實現(xiàn)共享，開銷面積大，電路規(guī)模大，及功耗高的問題。?

基于AES算法的加解密方法，包括：?

Ⅰ、根據(jù)密鑰長度確定加解密迭代次數(shù)Nr；?

Ⅱ、對輸入的待加密數(shù)據(jù)與初始密鑰進(jìn)行輪密鑰加，或者對待解密數(shù)據(jù)與最后一次密鑰正向擴(kuò)展生成的子密鑰進(jìn)行輪密鑰加；?

Ⅲ、在加密信號的控制下，對步驟Ⅱ所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行Nr次加密迭代操作；在解密信號的控制下，對步驟Ⅱ所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行Nr次解密迭代操作；?

單次加密迭代操作的步驟包括：?

a1、對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行S盒置換；?

a2、對經(jīng)S盒置換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行行移位操作；?

a3、對經(jīng)行移位操作后的數(shù)據(jù)進(jìn)行列混合操作；?

a4、根據(jù)上一輪的子密鑰正向擴(kuò)展生成本輪次的子密鑰；?

a5、對經(jīng)列混合操作后的數(shù)據(jù)和本輪次的子密鑰進(jìn)行輪密鑰加；?

其中，第一輪加密迭代操作中的子密鑰通過初始密鑰正向擴(kuò)展生成，在第Nr輪加密迭代操作中省略步驟a3；?

單次解密迭代操作的步驟包括：?

b1、對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行S盒逆置換；?

b2、對經(jīng)S盒逆置換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行逆行移位操作；?

b3、對經(jīng)行移位操作后的數(shù)據(jù)進(jìn)行逆列混合操作；?

b4、根據(jù)上一輪的子密鑰反向擴(kuò)展生成本輪次的子密鑰，并將生成的子密鑰進(jìn)行逆列混合操作；?

b5、將步驟b3和b4得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行輪密鑰加；?

其中，第一輪解密迭代操作中的子密鑰通過最后一次密鑰正向擴(kuò)展生成的子密鑰反向擴(kuò)展生成，在第Nr輪解密迭代操作中省略步驟b3和b4中的逆列混合操作。?

另外，本發(fā)明還提供了對應(yīng)于上述方法的基于AES算法的加解密器，包括：?

預(yù)處理模塊：將輸入接口模塊接收到的待加密數(shù)據(jù)或待解密數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)?算操作；?

密鑰擴(kuò)展模塊：用于正向擴(kuò)展生成加密迭代中所需的子密鑰和反向擴(kuò)展生成解密迭代中所需的子密鑰；?

控制模塊：產(chǎn)生加密信號或解密信號，分別用于控制對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的加密或解密迭代操作；并記錄加密迭代或解密迭代的輪數(shù)；?

加解密迭代模塊：在所述控制模塊加密信號或解密信號的控制下，對經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的Nr次加密迭代操作或Nr次解密迭代操作；?

所述加解密迭代模塊包括字節(jié)替換模塊和加解密模塊，所述加解密模塊包括行移位模塊、逆行移位模塊、列混合模塊、逆列混合模塊及密鑰運(yùn)算模塊：?

加密迭代時，先將輸入的數(shù)據(jù)通過所述字節(jié)替換模塊進(jìn)行S盒置換后，再依次通過所述行移位模塊、列混合模塊及密鑰運(yùn)算模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)行移位、列混合及和相應(yīng)輪次的子密鑰進(jìn)行輪密鑰加；?

解密迭代時，先將輸入的數(shù)據(jù)通過字節(jié)替換模塊進(jìn)行S盒逆置換后，再依次通過逆行移位模塊、逆列混合模塊及密鑰運(yùn)算模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)逆行移位、逆列混合及和相應(yīng)輪次的經(jīng)逆列混合后的子密鑰進(jìn)行輪密鑰加；?

在第Nr次的加密或解密迭代中，所述加解密模塊相應(yīng)的省去列混合或逆列混合。?