[發明專利]一種新型低資源高效的輕量級Surge分組密碼實現方法

有效

• 申請號: 201410333577.4
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104065474A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 李浪;劉波濤;鄧運員;余孝忠;杜國權;曾婷
• 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

1.一種新型低資源高效的輕量級Surge分組密碼實現方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將64-bit明文/密文加載至寄存器，進行加/解密運算；

步驟2：將所述待加/解密數據按以下步驟進行N_R輪輪運算操作，其中密鑰長度為64-bit時，N_R取值為32；密鑰長度為80-bit時，N_R取值為36；密鑰長度為128-bit時，N_R取值為40；

若輸入待加密數據進行加密運算操作，則在第一輪至第N_R-1輪輪運算中的每一輪輪運算中依次對待加密數據進行常數加變換、輪密鑰加變換、S盒替換變換、行移位變換及列混合變換，以列混合變換后得到的數據作為下一輪的待加密數據；

最后一輪輪運算過程為對上一輪得到的待加密數據依次進行常數加變換、輪密鑰加變換、S盒替換變換以及行移位變換，完成加密操作；

若輸入待解密數據進行解密操作，則第一輪輪運算中對待解密數據依次進行行移位逆變換、S盒替換逆變換、輪密鑰加變換及常數加逆變換，以常數加逆變換后得到的數據作為下一輪的待解密數據；

在第二輪至第N_R輪輪運算中的每一輪輪運算中依次對待解密數據進行列混合逆變換、行移位逆變換、S盒替換逆變換、輪密鑰加變換及常數加逆變換，以常數加逆變換后得到的數據作為下一輪的待解密數據，完成解密操作；

所述列混合變換和列混合逆變換、行移位變換和行移位逆變換、S盒替換變換和S盒替換逆變換以及常數加變換和常數加逆變換均互為逆運算。

2.根據權利要求1所述的新型低資源高效的輕量級Surge分組密碼實現方法，其特征在于，將所述待加密/解密的64-bit數據依次從高位到低位分為16個單元，每個單元長度為4-bit，分別為state₀、state₁、……、state₁₅；

常數加變換操作是將state₀、state₈分別與第i輪的輪常數字節高位進行異或運算得到state₀’、state₈’，將state₄、state₁₂分別與第i輪的輪常數字節低位進行異或運算得到state₄’、state₁₂’，其中，1≤i≤N_R；然后將各單元進行異或運算的結果替換各原單元數據，得到運算結果；

其中，輪常數RC具體描述如下：

每一輪常數固定不變，輪常數RC每個數為一個字節，并以十六進制數表示。

1)當密鑰長度為64-bit時，輪常數RC取值有32個數，32個輪常數排列如下：

RC[32]＝{0x22，0x35，0x07，0x20，0x0d，0x39，0x3d，0x1e，0x1a，0x2e，0x31，0x14，0x37，0x26，0x33，0x12，0x2a，0x18，0x0f，0x24，0x05，0x1c，0x16，0x2c，0x3f，0x10，0x03，0x0b，0x09，0x01，0x28，0x3b}。

2)當密鑰長度為80-bit時，輪常數RC取值包括當密鑰長度為64-bit時的32個數，還包括0x36，0x30，0x34，0x32這4個數，共36個數，36個輪常數排列如下：

RC[36]＝{0x22，0x35，0x07，0x20，0x0d，0x39，0x3d，0x1e，0x1a，0x2e，0x31，0x14，0x37，0x26，0x33，0x12，0x2a，0x18，0x0f，0x24，0x05，0x1c，0x16，0x2c，0x3f，0x10，0x03，0x0b，0x09，0x01，0x28，0x3b，0x36，0x30，0x34，0x32}。

3)當密鑰長度為128-bit時，輪常數RC取值包括當密鑰長度為80-bit時的36個數，還包括0x38，0x3c，0x3e，0x3a這4個數，共40個數，40個輪常數排列如下：

RC[40]＝{0x22，0x35，0x07，0x20，0x0d，0x39，0x3d，0x1e，0x1a，0x2e，0x31，0x14，0x37，0x26，0x33，0x12，0x2a，0x18，0x0f，0x24，0x05，0x1c，0x16，0x2c，0x3f，0x10，0x03，0x0b，0x09，0x01，0x28，0x3b，0x36，0x30，0x34，0x32，0x38，0x3c，0x3e，0x3a}。