[發明專利]一種Piccolo加密算法硬件實現方法

有效

• 申請號: 201410022523.6
• 申請日: 2014-01-17
• 公開（公告）號: CN103731257A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 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

技術領域

本發明涉及信息安全中的密碼算法領域，特別是涉及輕量級密碼Piccolo算法硬件實現方法。

背景技術

Piccolo輕量級密碼算法是在2011年國際頂級密碼硬件與嵌入式系統會議(CHES)上被提出，是一種適合資源受限的智能卡加密算法。

Piccolo算法是一種輕量級分組加密算法，分組長度64位，密鑰長度有80位和128位，其中密鑰為80位時記作Piccolo-80，迭代輪數r為25輪；密鑰128位記作Piccolo-128，迭代輪數r為31輪。算法采用非平衡型Feistel結構；算法包括密鑰擴展運算，每輪中，加密數據同子密鑰都進行異或運算(AddRoundKey，ARK操作)、F函數運算與RP輪置換函數運算(最后一輪沒有使用RP輪置換函數)；將64位明文輸入分為4個分支，每個分支為16位；將從左到右第一個分支與第三個分支分別同白化密鑰wk₀與wk₁進行異或(AddWhiteningKey,AWK操作)；然后進行r-1輪迭代加密；最后一輪輸入的64位中間值同樣劃分為4個分支，每個分支為16位；然后進行同樣的F函數運算和子密鑰異或運算(AddRoundKey，ARK操作)，得到的結果第一個分支與第三個分支直接同白化密鑰wk₀與wk₁進行異或，最終得到64位密文輸出。RP函數置換運算將輸入64位值劃分為8個字節，然后進行字節的置換操作，如圖4所示，將RP輪置換函數的64輸入位數據從高位到低位依次劃分為8個字節g₀,g₁,g₂,g₃,g₄,g₅,g₆,g₇，以g₂,g₇,g₄,g₁,g₆,g₃,g₀,g₅作為RP輪置換函數運算的64位輸出數據。

密鑰擴展部分：

初始密鑰key長度為80位：

將初始密鑰從高位開始按16位一組劃分為5個部分，分別記作k₀、k₁、k₂、k₃及k₄，按照以下公式生成白化密鑰wk_a和輪密鑰rk_2i、rk_2i+1，其中，0≤a<4，0≤i<r，r表示輪運算輪數；

白化密鑰擴展：