[發(fā)明專利]一種部件可重復(fù)的NLCS分組密碼實(shí)現(xiàn)方法、裝置及介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011165932.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112134691B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李秋萍;李浪;劉波濤;趙軍霞;張劍;李康滿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 衡陽(yáng)師范學(xué)院
• 主分類號(hào): H04L9/06
• 分類號(hào): H04L9/06
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 龔燕妮

1.一種部件可重復(fù)的NLCS分組密碼實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將64-bit明文/密文及初始密鑰加載至寄存器，進(jìn)行加/解密運(yùn)算；

步驟2：將待加/解密數(shù)據(jù)與初始密鑰進(jìn)行輪密鑰加變換，并將輪密鑰加后的數(shù)據(jù)按以下步驟進(jìn)行17輪輪函數(shù)運(yùn)算操作；

輪函數(shù)依次為常數(shù)加變換、S盒替換、行移位變換、列混淆變換以及輪密鑰加操作，或者依次為列混淆逆變換、行移位逆變換、S盒替換逆變換、常數(shù)加逆變換以及輪密鑰加操作；

每一輪的輪密鑰均由有限域上串聯(lián)的線性反饋移位寄存器和非線性反饋移位寄存器對(duì)前一輪的輪密鑰進(jìn)行密鑰擴(kuò)展運(yùn)算獲得，第一輪的輪密鑰擴(kuò)展對(duì)象為初始密鑰；

所述輪密鑰進(jìn)行密鑰擴(kuò)展過(guò)程如下：

首先，獲得前一輪的輪密鑰，并排列成4×4的矩陣K；

第一輪的輪密鑰擴(kuò)展中的矩陣K是將密鑰表示成16個(gè)4-bit一位的有限域GF(2⁴)上的元素，并排列成如下4×4的矩陣獲得；

其次，利用一個(gè)GF(2⁴)上的線性反饋移位寄存器LFSR將矩陣K的每列與線性反饋移位寄存器LFSR的反饋函數(shù)對(duì)應(yīng)的伴隨矩陣作用后再進(jìn)行循環(huán)上移運(yùn)算，并將運(yùn)算后得到的矩陣K′和GF(2⁴)上的呈環(huán)狀串聯(lián)的四個(gè)非線性反饋移位寄存器NFSR進(jìn)行非線性反饋移位運(yùn)算，得到擴(kuò)展后的輪密鑰。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述有限域上串聯(lián)的線性反饋移位寄存器和非線性反饋移位寄存器是指一個(gè)16-bit的線性反饋移位寄存器LFSR與四個(gè)16-bit的非線性反饋移位寄存器NFSR串聯(lián)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述線性反饋移位寄存器LFSR的反饋函數(shù)為f(x)＝2+x+x²+4x³+x⁴；

所述四個(gè)非線性反饋移位寄存器NFSR的反饋函數(shù)分別為：

f₀(x₀，x₁，x₂，x₃)＝x₀+x₁+x₂+x₁x₂，

f₁(x₀，x₁，x₂，x₃)＝x₀+x₂+x₃+x₁x₂，

f₂(x₀，x₁，x₂，x₃)＝x₀+x₂+x₁x₂+x₁x₃，

f₃(x₀，x₁，x₂，x₃)＝x₀+x₁+x₁x₂+x₂x₃

其中，x，x₀，x₁，x₂，x₃表示反饋函數(shù)中的變量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，列混淆變換操作是通過(guò)重復(fù)利用密鑰擴(kuò)展運(yùn)算中的線性反饋移位寄存器迭代運(yùn)算4次，得到的列混淆變換操作的矩陣表達(dá)式如下：

其中，矩陣M中的元素為GF(2⁴)中的元素，采用16進(jìn)制表示，m為線性反饋移位寄存器的反饋函數(shù)等價(jià)的矩陣表達(dá)式。