[發(fā)明專利]基于輕量級(jí)分組密碼榫式算法的加密解密方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210002951.7
• 申請(qǐng)日: 2022-01-04
• 公開（公告）號(hào): CN114531223A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張嘉寧;唐燈;王浩洋;董新鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L9/06
• 分類號(hào): H04L9/06
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種基于輕量級(jí)分組密碼榫式算法的加密方法，其特征在于，通過將待加密數(shù)據(jù)按照分組長(zhǎng)度每組n比特劃分為等長(zhǎng)的明文分組P，設(shè)置主密鑰K，長(zhǎng)度為m₁比特，由主密鑰K通過密鑰編排算法產(chǎn)生Tenon分組密碼算法的輪密鑰1≤r≤30，長(zhǎng)度為m₂比特，m₁＝128，m₂＝64，在加密過程中，將輸入的待加密數(shù)據(jù)經(jīng)過R輪迭代加密運(yùn)算操作，輸出n比特密文分組C。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于輕量級(jí)分組密碼榫式算法的加密方法，其特征是，具體包括：

步驟1)將待加密數(shù)據(jù)按照分組長(zhǎng)度每組n比特劃分為等長(zhǎng)的明文分組P，n＝64；

步驟2)設(shè)置主密鑰K，長(zhǎng)度為m₁比特，由主密鑰K通過密鑰編排算法產(chǎn)生Tenon分組密碼算法的輪密鑰1≤r≤30，長(zhǎng)度為m₂比特，m₁＝128，m₂＝64，具體為：對(duì)于第r輪輪密鑰，將128比特主密鑰的第位依次賦值給64比特長(zhǎng)度的輪密鑰如對(duì)于第1輪，將主密鑰的第1,2,4,7，…,97比特依次賦給輪密鑰的第0,1,2，…,63位；再將按16比特長(zhǎng)度依次劃分為4組對(duì)于輪數(shù)r，將其表示為5位二進(jìn)制數(shù)，最右側(cè)為低位：如對(duì)于輪數(shù)r＝11，表示為01011；之后進(jìn)行：1.將輪密鑰中的第15,16,31,47,63位與r的二進(jìn)制表示的五位依次進(jìn)行與操作，結(jié)果更新為新的k₁₅,k₁₆,k₃₁,k₄₇,k₆₃；2.將的16比特進(jìn)行按位取反得到新的k₃₂k₃₃…k₄₇；3.將k₄₈k₄₉…k₆₃與k₃₂k₃₃…k₄₇按位與操作后，再與k₀k₁…k₁₅按位進(jìn)行異或操作得到新的k₄₈k₄₉…k₆₃；更新完成后的64比特k₀k₁…k₆₃按16比特長(zhǎng)度分為4組即為第r輪的輪密鑰，并將主密鑰更新為128比特的

步驟3)在加密過程中，將輸入的待加密數(shù)據(jù)經(jīng)過R輪迭代加密運(yùn)算操作，輸出密文，具體為：

3.1)對(duì)于R＝1,2,3,…,29輪，在每一輪加密運(yùn)算中：將n比特明文分組P與m₂比特的第i輪的輪密鑰K_i進(jìn)行輪密鑰加后，將其分為8個(gè)8比特的字節(jié)，依次經(jīng)過非線性層S盒替換，線性層置換后，輸出的數(shù)據(jù)作為下一輪的輸入；

所述的正整數(shù)n＝64；m₁＝128；m₂＝64；R＝30；

3.2)對(duì)于R＝30輪，將n比特分組P與m₂比特的第i輪的輪密鑰K_i進(jìn)行輪密鑰加后，將其分為8個(gè)8比特的字節(jié)，經(jīng)過非線性層S盒替換，直接輸出最終的64比特密文分組C。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于輕量級(jí)分組密碼榫式算法的加密方法，其特征是，所述的輪密鑰加具體實(shí)現(xiàn)如下：每一輪輸入的64比特明文分組P從高位到低位表示為{P₀，P₁，P₂，...，P₆₂，P₆₃}，第r輪64比特的輪密鑰從高位到低位表示為{k₀，k₁，k₂，k₃，...，k₆₁，k₆₂，k₆₃}，按位將P_i與k_i(0≤i≤63)進(jìn)行異或得到新的明文分組P＝{P₀，P₁，P₂，...，P₆₂，P₆₃}。