联合安全高级LDPC密码编码的方法和设备技术

一种JSALE编码器包括第一加密层，以将第一加密密钥应用于明文输入数据。所述JSALE编码器包括行编码模块，从而：通过将LDPC编码过程应用于加密的输入数据来生成H‑矩阵的当前层的奇偶校验比特，以及通过将所述奇偶校验比特附加到加密的输入数据来生成加密编码的数据。所述JSALE编码器包括第二加密层，以启动所述JSALE过程的后续每一轮至Nr轮，以及在Nr轮之后输出密文。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】联合安全高级LDPC密码编码的方法和设备
本申请通常涉及数据加密和解密，更具体地，涉及高性能联合安全高级低密度奇偶校验加密编码。
技术介绍
信息可根据蜂窝标准(诸如高级长期演进(LTE-A)标准)或根据无线标准(诸如无线保真(WiFi)/无线千兆比特(WiGig)标准)以超过每秒千兆比特(Gbps)的高数据速率进行空中传输。高数据速率实现许多应用，诸如超高清(UHD)视频、高性能交互游戏和云计算。用户可体验计算能力、电池使用寿命和通过使用云计算应用进行的数据存储可用性的增加。云计算应用致使远程定位的服务器在用户装备外部处理数据，从而使得用户装备包括更小的内部移动处理能力。云计算应用将用户的移动图片和视频自动存储在云中，这使得在用户装备的容量之上增加用户可用的数据存储能力。
技术实现思路
技术问题遗憾地是，入侵者和窃听者将云计算应用视为黑客攻击机会并且篡改空中传输的数据或存储在云中的数据。当用户意识到存储在云中的个人私有信息已经被篡改或空中传输到云的信息容易受到黑客攻击时，用户和熟知该用户的其他人基于与云计算相关联的数据已经不安全的认知可能拒绝使用云计算应用。也就是说，黑客攻击对云计算构思和市场中的云计算的实现方式造成了重大威胁。因此，本公开的各种示例性实施方案提供一种用于对明文进行加密并生成具有高安全性同时易于传输的密文的设备和方法。问题的解决方案在第一实施方案中，联合安全高级低密度奇偶校验(LDPC)加密(JSALE)编码器包括第一加密层，以将第一加密密钥应用于明文输入数据。JSALE编码器包括行编码模块，从而：通过将LDPC编码过程应用于加密的输入数据来生成H-矩阵的当前层的奇偶校验比特，并且通过将奇偶校验比特附加到加密的输入数据来生成加密编码的数据。JSALE编码器包括第二加密层，以启动JSALE过程的后续每一轮至Nr轮，并且在Nr轮之后输出密文。在第二实施方案中，联合安全高级低密度奇偶校验(LDPC)加密(JSALE)方法包括：通过将第一加密层应用于输入到电子处理电路的明文输入数据来由电子处理电路启动JSALE过程的Nr轮中的第一轮。JSALE方法包括：通过LDPC编码过程处理解密的输入数据由行编码模块生成H-矩阵的当前层的奇偶校验比特，以及通过将奇偶校验比特附加到解密的输入数据来生成并输出加密编码的数据。JSALE方法包括：启动JSALE过程的后续每一轮至Nr轮，并且在Nr轮之后输出密文。在第三实施方案中，提供联合安全高级低密度奇偶校验(LDPC)解密(JSALE)解码器，其用于对从具有共同H-矩阵循环移位值和共同加密密钥的JSALE发送器接收到的密文进行解密和解码。JSALE解码器包括第一解密层，所述第一解密层被配置来通过将第一解密应用于密文来启动JSALE过程的Nr轮中的第一轮，以输出加密编码的数据。第一轮的加密编码的数据是H-矩阵的最后一层。加密编码的数据包括被附加到H-矩阵的最后一层的奇偶校验比特的H-矩阵的最后一层的系统比特。JSALE解码器包括行解码模块，所述行解码模块被配置来从输入到行解码模块的加密编码的数据提取H-矩阵的当前层的奇偶校验比特。所述JSALE编码器包括第二解密层，所述第二解密层被配置来启动所述JSALE过程的后续每一轮至Nr轮，并且在Nr轮之后输出明文数据。启动后续每一轮包括使每一轮至Nr轮的轮索引递减一。本领域技术人员将根据以下各图、描述和权利要求书容易地明白其他技术特征。在进行以下详细描述之前，阐明在本专利文档中使用的某些词语和短语的定义可能是有利的。术语“耦合”和其衍生词是指两个或更多个元件之间的任何直接或间接通信，无论这些元件是否彼此物理接触。术语“发送”、“接收”和“通信”及其衍生词包括直接和间接通信。术语“包括(include)”和“包括(comprise)”及其衍生词意味着包括而不是限制。术语“或”是包容性的，意指和/或。短语“与…相关联”及其衍生词意指包括、被包括在…内，与…互连、包含、被包含…在、连接到或与…连接、联接到或与…联接、与…可连通、与…协作、交错、并列、邻近、结合到或与…结合、具有、具有…的特性、与…有关系等。术语“控制器”意指控制至少一个操作的任何装置、系统或其一部分。这种控制器可以硬件或硬件和软件和/或固件的组合实现。不论是本地或远程，与任何特定控制器相关联的功能可以是集中式的或分布式的。当短语“...中的至少一个”与一个项目列表一起使用时，意指可以使用这些列出的项目中的一个或多个的不同组合，并且可能仅仅需要该列表中的一个项目。例如，“A、B和C中的至少一个”包括以下组合的任何一种：A；B；C；A和B；A和C；B和C；以及A和B和C。在此专利文献中提供其他某些词语和短语的定义。本领域的一般技术人员应理解，在许多实例下(即使不是大多数实例下)，此类定义应用于此类限定的单词和短语的先前以及将来的使用。专利技术的有利效果根据各种示例性实施方案的设备和操作方法可提供基于明文的具有高安全性同时易于传输的密文。附图说明本领域技术人员将根据以下各图、描述和权利要求书容易地明白其他技术特征。图1示出根据本公开的示例性无线网络；图2A和图2B示出根据本公开的示例性无线发送和接收路径；图3示出根据本公开的示例性用户装备；图4A示出根据本公开的被配置来对数据进行加密并且对加密的数据进行编码的装置；图4B示出根据本公开的加密模块；图5A示出根据本公开的传输设备；图5B示出根据本公开的接收设备；图6示出根据本公开的联合安全高级LDPC加密编码(JSALC)系统；图7A示出根据本公开的与JSALC编码方案相关联的奇偶校验H-矩阵；图7B-7C示出图7A的奇偶校验H-矩阵内的子矩阵的实例；图8示出根据本公开的用于由JSALELDPC编码器/解码器实现的JSALE加密过程的LDPCH-矩阵，所述JSALELDPC编码器/解码器具有小于基本码率的删截率；图9示出根据本公开的JSALELDPC编码器610的硬件实现方式的流程图；图10示出根据本公开的JSALELDPC解码器的硬件实现方式的流程图；图11示出根据本公开的用于由JSALELDPC编码器/解码器实现的JSALE加密过程的LDPCH-矩阵，所述JSALELDPC编码器/解码器具有等于基本码率的删截率；图12示出在(Re＝1)的情况下的JSALE加密/解密H-矩阵的实例；图13示出根据本公开的分级-ZH-矩阵方法的实例；图14示出JSALE误比特率(BER)/误帧率(FER)性能；图15示出在Re＝4/5和Eb/N0＝13dB时相对于JSALE解码迭代数目的JSALEFER/BER性能；图16示出在Zp＝8(2048比特)的情况下的SLCC解码器性能与在Zp＝1(256比特)的情况下的JSALE解码器的比较；图17是示出根据本公开的各种示例性实施方案的传输设备的操作的流程图；图18是示出根据本公开的各种示例性实施方案的传输设备的加密操作的流程图；图19是示出根据本公开的各种示例性实施方案的接收设备的操作的流程图；以及图20是示出根据本公开的各种示例性实施方案的接收设备的解密操作的流程图。具体实施方式下文讨论的图1至图16以及用于在本专利文献中描述本公开的原理的各种实施方案仅仅是通过说明的方式，并且不应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线通信系统的传输设备，所述设备包括：第一编码器，被配置为根据有效码率(Re)对明文数据进行编码以及输出密文数据；以及第二编码器，被配置为对与所述密文数据对应的第一编码数据块进行编码以及输出第二编码数据块，其中所述有效码率(Re)由Re＝R/(1‑Rpunc)定义，所述“R”表示码率，所述“Rpunc”表示删截率，其中所述第一编码数据块包括Zp×Rs×2n比特，以及其中所述第二编码块包括Zp×2n比特，所述“n”表示所述明文数据的比特数，所述“Zp”表示提升因子，所述“Rs”表示SLCC(安全LDPC信道编码)码率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.02 KR 10-2015-0094780;2014.07.11 US 62/0231.一种无线通信系统的传输设备，所述设备包括：第一编码器，被配置为根据有效码率(Re)对明文数据进行编码以及输出密文数据；以及第二编码器，被配置为对与所述密文数据对应的第一编码数据块进行编码以及输出第二编码数据块，其中所述有效码率(Re)由Re＝R/(1-Rpunc)定义，所述“R”表示码率，所述“Rpunc”表示删截率，其中所述第一编码数据块包括Zp×Rs×2n比特，以及其中所述第二编码块包括Zp×2n比特，所述“n”表示所述明文数据的比特数，所述“Zp”表示提升因子，所述“Rs”表示SLCC(安全LDPC信道编码)码率。2.如权利要求1所述的设备，还包括发送器，所述发送器被配置为发送所述第二编码数据块。3.如权利要求1所述的设备，还包括缓冲器，所述缓冲器被配置为输入所述密文数据以及输出所述第一编码数据块。4.如权利要求1所述的设备，其中所述第一编码器包括：第一密钥加法层，被配置为将行密钥与所述明文数据相加以及输出第一数据；字节代换块，被配置为输入所述第一数据，以及输出经字节代换的第二数据；行置换处理块，被配置为输入所述第二数据，以及输出经行置换的第三数据；编码块，被配置为输入所述第三数据，以及输出对预定义的第i行进行编码的第四数据；删截块，被配置为输入所述第四数据，以及输出基于删截率(Rpunc)和互补的删截率删截预定义的第j列的第五数据；以及第二密钥加法层，被配置为将行密钥与所述第五数据相加以及输出作为所述密文数据的第六数据，其中所述第二密钥加法层的输出被提供到所述字节代换块并且被迭代地执行。5.如权利要求4所述的设备，其中所述密钥包括长度为至少128比特的高级加密标准(AES)密钥。6.如权利要求1所述的设备，其中所述第一编码器是联合安全高级LDPC加密(JSALE)编码器，以及其中所述第二编码器是安全LDPC信道编码(SLCC)编码器。7.一种由如权利要求1至...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊兰·皮塞克，莎蒂·阿布苏拉，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR