[發明專利]DES輪運算方法和電路

在審

• 申請號: 201410537830.8
• 申請日: 2014-10-13
• 公開（公告）號: CN104301095A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 陳毅成;張明宇;龔明楊
• 申請（專利權）人: 深圳中科訊聯科技有限公司
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 宋鷹武;沈祖鋒

1.一種DES輪運算方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

a.采用隨機數X，對任一32位的半塊數據第Ri-1回次處理得到的數據進行掩蔽，i為小于17的自然數；

b.對掩蔽后的數據進行擴展運算E，同時對所述隨機數X也進行擴展運算E，得到E(X)；

c.將所述對掩蔽后的數據進行擴展運算E得到的數據、E(X)和輪密鑰同時進行異或，得到進入S盒陣列的值；

d.對所述進入S盒陣列的值，進行S盒運算，所述S盒陣列，由8個分別從N種不同電路結構的S盒中隨機選擇的S盒構成，N為不小于3的自然數；

e.將經過所述S盒運算后輸出的數據，與所述隨機數X進行異或；

f.對所述S盒運算后輸出的數據與所述隨機數X進行異或后得到的數據，進行置換運算P，同時對所述隨機數X也進行置換運算P，得到P(X)；

g.將對所述S盒運算后輸出的數據與所述隨機數X進行異或后得到的數據進行置換運算P后獲得的數據、P(X)和另一32位的半塊數據第Li-1回次處理得到的數據，同時進行異或，得到進入第Ri回次處理的值。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟a包括：

a1.對任一32位的半塊數據第Ri-1回次處理得到的數據，即數據通路上的操作數A，經過線性運算，得到結果為R，R＝OP(A)，其中OP表示加解密過程的中間操作；

a2.采用所述隨機數X通過異或來運算，產生新的操作數B，B＝A⊕X，其中⊕表示異或操作；

a3.用所述新的操作數B代替A進行加解密運算，得到結果為T，T＝OP(B)＝OP(A⊕X)；

a4.所述隨機數X進行同樣的操作，得到結果為S，S＝OP(X)。

3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的步驟b包括：

b1.通過擴展運算E，將所述掩蔽后的數據由32位擴展為48位，并輸出包括8個6位的塊，每塊包含4位對應的輸入位，以及2個鄰接的塊中緊鄰的位。

4.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述輪密鑰為利用密鑰調度從主密鑰生成的16個48位的子密鑰之一，所述每個子密鑰用于1個回次處理。

5.如權利要求1或2所述的方法所述的方法，其特征在于，所述的不同電路結構的S盒，包括SOP、PPRM和DSE結構的S盒。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述所述S盒陣列，由8個分別通過隨機選通器從N種不同電路結構的S盒中隨機選擇的S盒構成。

7.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的步驟d包括：

d1.所述每一個S盒，使用以查找表方式提供的非線性變換，將所述進入S盒陣列的值中每個塊的6個輸入位轉換成4個輸出位。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的步驟d包括：

d2.所述每一個S盒，將所述進入S盒陣列的值中每個塊的6個輸入位轉換成4個輸出位后的得到的數據，通過多路選擇器輸出。

9.一種DES輪運算電路，其特征在于，該輪運算電路包括掩蔽模塊、擴展運算模塊、第一異或運算模塊、S盒陣列、第二異或運算模塊、置換運算模塊、第三異或運算模塊，其中：

所述掩蔽模塊用于采用隨機數X，對任一32位的半塊數據第Ri-1回次處理得到的數據進行掩蔽；

所述擴展運算模塊用于對掩蔽后的數據進行擴展運算E，同時對所述隨機數X也進行擴展運算E，得到E(X)；

所述第一異或運算模塊用于將所述對掩蔽后的數據進行擴展運算E得到的數據、E(X)和輪密鑰同時進行異或，得到進入S盒陣列的值；

所述S盒陣列用于對所述進入S盒陣列的值，進行S盒運算，所述S盒陣列，由8個分別從N種不同電路結構的S盒中隨機選擇的S盒構成，N為不小于3的自然數；

所述第二異或運算模塊用于將經過所述S盒運算后輸出的數據，與所述隨機數X進行異或；

所述置換運算模塊用于對所述S盒運算后輸出的數據與所述隨機數X進行異或后得到的數據，進行置換運算P，同時對所述隨機數X也進行置換運算P，得到P(X)；

所述第三異或運算模塊用于將對所述S盒運算后輸出的數據與所述隨機數X進行異或后得到的數據進行置換運算P后獲得的數據、P(X)和另一32位的半塊數據第Li-1回次處理得到的數據，同時進行異或，得到進入第Ri回次處理的值。

10.如權利要求9所述的電路，其特征在于，所述的不同電路結構的S盒，包括SOP、PPRM和DSE結構的S盒。