[發(fā)明專利]一種實現Magpie加解密的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310717294.5
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN103746795A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)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

技術領域

本發(fā)明涉及信息安全技術中的密碼算法領域，特別是涉及一種實現Magpie加解密的方法。

背景技術

物聯(lián)網近幾年越來越深入應用到人們的生產生活中，物聯(lián)網安全也引起了大家的高度關注。適合物聯(lián)網中資源受限的輕量級密碼算法近幾年不斷在研究，特別是如何應用到資源受限的智能卡上，比如在RFID上實現加密。近年出現的輕量級加密算法有：PRESENT加密算法、PUFFIN加密算法、MIBS加密算法、PRINCE加密算法、LED加密算法、EPCBC加密算法、LBLOCK加密算法、Piccolo加密算法、Klein加密算法、Twine加密算法、PRINT加密算法等。

輕量級密碼算法一般要滿足以下要求：硬件實現面積少，相似的加解密對稱過程，算法硬件與軟件實現性能好，安全性高。現有的輕量級密碼算法有些過于追求硬件實現占用面積少，降低算法運算輪數，從而導致設計出來的輕量級密碼算法安全性相對較差；有的輕量級密碼算法解密運算復雜，在解密運算過程中不能有效復用加密運算模塊，還有一些輕量級密碼算法密鑰長度過短，導致容易攻擊。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種實現Magpie加解密的方法，其目的在于通過由密鑰作為控制信號控制輪內加密模塊的運算順序，使加密過程隨機化，能夠有效提高密碼算法的自身安全性。

一種實現Magpie加解密的方法，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(jié)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，然后更新密鑰；

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）更新密鑰，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(jié)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(xù)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(jié)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

};