[發明專利]一種基于FPGA的動態數據加解密實現方法

有效

• 申請號: 201911059711.5
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN111049639B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 王成群;仇光強;徐偉強;賈宇波
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06;H04L9/08;H04L9/40;H04L67/568
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于FPGA的動態數據加密方法，其特征是方法包括以下步驟：

步驟1：待加密數據緩存：對輸入的待加密數據進行緩存，存入第一緩存器中；

步驟2：子密鑰生成：根據步驟7中生成的三個密鑰key1、key2、key3進行子密鑰生成操作獲得子密鑰，每個密鑰得到其對應的16個子密鑰，并給出子密鑰完成生成標志位信號；

步驟3：讀取待加密數據：

（1）初始狀態：當步驟2中的子密鑰完成生成標志位信號出現時，第一緩存器讀取出待加密數據的1幀數據；

（2）非初始狀態：當步驟2中的子密鑰完成生成標志位信號和步驟7-1中的請求讀取脈沖信號均出現時，第一緩存器讀取出待加密數據的1幀數據；

步驟4：Padding處理：對步驟3中讀取出來的待加密數據的1幀數據進行預處理，不足64位的數據在低位補0至64位；

步驟5：加密處理；

步驟6：已加密數據緩存：將步驟5獲得的數據存入第二緩存器中，即獲得當前幀數據加密后的數據；

步驟7：加密鏈狀態檢測：步驟5中的步驟5-1每完成一次，加密鏈狀態寄存器的值都加1，并根據加密鏈狀態寄存器的值判斷進行密鑰更新和加密幀數閾值Nx更新，并回到步驟2；

步驟8：不斷迭代上述步驟2~7，直到完成每一幀數據的加密處理；

所述步驟5具體是對步驟4獲得的數據進行如下處理：

步驟5-1：DES1加密：采用第一密鑰key1的子密鑰對步驟4獲得的數據進行一次DES加密處理，一次加密分為16輪，每一輪依次采用1個子密鑰進行加密；

步驟5-2：DES2加密：采用第二密鑰key2的子密鑰對步驟5-1獲得的數據再進行一次DES加密處理，一次加密分為16輪，每一輪依次采用1個子密鑰進行加密；

步驟5-3：DES3加密：采用第三密鑰key3的子密鑰對步驟5-2獲得的數據再進行一次DES加密處理，一次加密分為16輪，每一輪依次采用1個子密鑰進行加密；

所述步驟7具體為：

步驟7-1：若加密鏈狀態寄存器的值小于加密幀數閾值Nx，則發送請求讀取脈沖信號為1到第一緩存器并回到步驟3處理；

步驟7-2：若加密鏈狀態寄存器的值大于等于加密幀數閾值Nx，則暫停加密工作，開始發送密鑰更新啟動信號給密鑰更新模塊和加密幀數閾值更新模塊，進行密鑰更新和加密幀數閾值Nx更新，并回到步驟2；

7-2-A：密鑰更新：

（1）初始狀態：隨機生成三個密鑰key1、key2、key3的初始值并直接輸出給步驟2；

（2）非初始狀態：對當前的三個密鑰key1、key2、key3進行MD5加密，分別獲得新的三個密鑰key1、key2、key3，輸出給步驟2；

7-2-B：加密幀數閾值Nx更新：

（1）初始狀態：預先設定加密幀數閾值Nx的初始值并直接輸出給步驟7；

（2）非初始狀態：對當前的加密幀數閾值Nx進行MD5加密，獲得新的加密幀數閾值Nx，輸出給步驟7-1。