[發明專利]基于隨機延時S盒的可防御碰撞攻擊的高速AES加密電路

有效

• 申請號: 201811018872.5
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109347621B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 吳寧;周芳;葛芬;張勇;蘭利東
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 劉珊珊

1.基于隨機延時S盒的可防御碰撞攻擊的高速AES加密電路，其特征在于，加密電路的明文和密鑰均為128位，所述加密電路包括：

十輪輪變換單元和密鑰擴展單元；前一輪輪變換單元的輸出數據作為后一輪輪變換單元的輸入數據，第一輪輪變換單元的輸入數據為明文和初始密鑰異或后的加密數據；每一輪輪變換單元的輸入數據同時輸入密鑰擴展單元進行密鑰擴展，得到當前輪的輪密鑰并輸入本輪輪變換單元中的密鑰加單元；

第一至第九輪輪變換單元結構相同，均包括依次連接的字節替換單元、行位移單元、列混合單元和密鑰加單元；而第十輪輪變換單元包括依次連接的字節替換單元、行位移單元和密鑰加單元；

其中，字節替換單元通過S盒電路實現字節替換功能，字節替換單元包括16個并聯的支路、第一寄存器、第二寄存器、異或器、16個第一計數器、16個第二計數器；

每個支路包括依次串聯的第一延時單元、S盒電路和第二延時單元；定義第i個支路中的第一延時單元的延時值為第二延時單元的延時值為從集合[0，T，2T，…，15T]中隨機選取，的取值唯一，T表示單個時鐘；

當第i支路的8位數據輸入時，加載第一寄存器中的延時值并開始計數，當計數達到時，將輸入的8位數據送入所在支路的S盒電路進行字節替換，字節替換結果輸入時，加載第二寄存器中的延時值并開始計數，當計數達到時，將本支路字節替換的結果輸出；

輪變換單元的輸入數據分為16個8位數據包，分別輸入所述16個支路，第i個支路對輸入的數據包先進行個時鐘的延時后送入S盒電路實現字節替換，字節替換的結果再經過個時鐘的延時后輸出；16個支路的輸出結果合并為128位數據，作為本輪輪變換中字節替換的結果并送入本輪輪變換單元中的行位移單元；

行位移單元、列混合單元分別對輸入的數據進行行位移操作、列混合操作；密鑰加單元將輸入的數據與輪密鑰進行異或后輸出；第十輪輪變換單元的輸出結果即為所述加密電路的加密結果。

2.根據權利要求1所述的基于隨機延時S盒的可防御碰撞攻擊的高速AES加密電路，其特征在于，所述十輪輪變換單元中，相鄰兩個輪變換單元間插入有寄存器，形成輪間流水線結構。