[發明專利]一種實現Magpie加解密的方法

有效

• 申請號: 201310717294.5
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN103746795A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 李浪;賀位位;劉波濤;鄒祎;許瓊方;劉輝
• 申請（專利權）人: 衡陽師范學院
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 黃美成

1.一種實現Magpie加解密的方法，其特征在于，包括以下幾個步驟：

步驟1：將64位明文或64位密文加載至寄存器；

步驟2：將待加/解密數據與96位密鑰前64位進行輪密鑰加運算獲得中間運算結果，依據控制信號對待加/解密數據進行32輪運算；

1）依據控制信號對中間運算結果進行輪運算操作；

當控制信號select0為1時，輪運算操作步驟如下：

2）對1）中所述的中間運算結果進行常數加運算；

3）對2）得到的運算結果采用S盒進行字節變換運算；

4）對3）得到的運算結果進行行移位變換運算；

5）對4）得到的運算結果進行列混合變換運算；

6）對5）得到的運算結果進行輪密鑰加運算，然后密鑰更新；

7）以6）得到的運算結果作為新的中間運算結果進行下一輪運算，如果到達第32輪運算操作，則輸出當前運算結果完成加/解密操作，否則返回1）；

當控制信號select0為0時，輪運算操作步驟如下：

8）密鑰更新，然后對1）中所述的中間運算結果進行輪密鑰加運算；

9）對8）得到的運算結果進行列混合變換運算；

10）對9）得到的運算結果進行行移位變換運算；

11）對10）得到的運算結果采用S盒進行字節變換運算；

12）對11）得到的運算結果進行常數加運算；

13）對12）得到的運算結果作為新的中間運算結果進行下一輪運算，如果到達第32輪運算，則輸出當前運算結果完成加/解密操作，否則返回1）。

所述的控制信號為96位密鑰的第65位到96位二進制數，其中，96位密鑰中第65位到第80位依次作為S盒變換控制信號select1，96位密鑰中第81位到第96位均作為行移位、列混合以及輪內模塊運算順序的控制信號select0，每個控制信號select1、select0連續控制兩輪輪運算；

所述密鑰更新是將96位密鑰前64位在每輪運算中做一次S盒變換，后32位保持不變；

所述常數加運算是指將待進行常數加運算的數據的第1位到第8位和第56位到第64位分別與常數加數組RC[i](0<=i<32)的第i個字節進行異或運算，i表示數組RC中的第i個元素，同時表示第i輪運算；

RC[i]=RC[31-i],(0<=i<32)，其數組元素如下：

byte?RC[32]={

0x02,0x03,0x06,0x0A,

0x3C,0x92,0xA3,0x61,

0xA8,0xCD,0xFE,0x3B,

0x2C,0x6E,0x25,0x6D,

0x6D,0x25,0x6E,0x2C,

0x3B,0xFE,0xCD,0xA8,

0x61,0xA3,0x92,0x3C,

0x0A,0x06,0x03,0x02

};

進行解密操作時，與解密數據進行輪密鑰加運算操作的96位密鑰是通過將變換后輪密鑰96位密鑰中前64位二進制數不變，后32位二進制數先全部取反，然后再將取反操作的32位中后16位二進制數倒置后獲得。

2.根據權利要求1所述的實現Magpie加解密的方法，其特征在于，所述行移位變換運算操作是指將64位的輸入數據以每4位作為一個矩陣元素構成一個4*4的矩陣state：

如果控制信號select0等于1，矩陣state的第一行循環左移一個半字節，第二行循環左移1個字節，第三行循環左移半個字節，第四行保持不動；

如果控制信號二進制數select0等于0，矩陣state的第一行循環右移一個半字節，第二行循環右移1個字節，第三行循環右移半個字節，第四行保持不動。

3.根據權利要求2所述的實現Magpie加解密的方法，其特征在于，所述列混合變換運算操作是指將64位的輸入數據以每4位作為一個矩陣元素構成一個4*4的矩陣state，固定矩陣R與矩陣state相乘：

如果控制信號select0等于0，固定矩陣M為

如果控制信號select0等于1，固定矩陣M’為

4.根據權利要求1-3任一項所述的實現Magpie加解密方法，其特征在于，所述S盒變換操作受控于控制信號select1，當控制信號select1為0時，S盒為{5,e,f,8,c,1,2,d,b,4,6,3,0,7,9,a}，當select1為1時，S盒為{c,5,6,b,9,0,a,d,3,e,f,8,4,7,1,2}，96位密鑰中第65位到第80位依次作為S盒變換控制信號select1。