分组密码轮函数的构造方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种分组密码轮函数的构造方法、装置、电子设备及存储介质，其中，方法包括：将明文分组逐比特异或白化密钥生成轮函数初始状态，利用多比特的S盒对轮函数的32个S盒单元逐个进行替换；将替换后的轮函数进行比特分组后异或多位常量，并对轮函数以S盒为单元的32个位置进行位置置换，使得基于轮函数的迭代不存在9轮的不可能差分，同时不存在9轮有效差分路线；利用预设矩阵左乘轮函数中间状态矩阵的每一列以进行列混合，并将列混合后的轮函数逐比特异或轮密钥，经过多轮迭代后，得到轮函数的最终状态。由此，解决了现有的分组密码算法硬件高效实现时资源占用较高，以及软件实现效率较低的问题。现效率较低的问题。现效率较低的问题。

【技术实现步骤摘要】
分组密码轮函数的构造方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本申请涉及信息安全
，特别涉及一种分组密码轮函数的构造方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]分组密码是最重要的一类对称密码算法，广泛的应用于网络通信中，替换
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置换网络(SPN)结构是目前广泛采用的分组密码结构，国际上重要的密码算法标准AES、PRESENT等都采用该结构。SPN结构通过多次迭代轮函数实现，轮函数是设计的关键。轮函数包括混淆层和扩散层，混淆层由非线性运算构成如S盒，模加运算，与运算等，扩散层由可逆的线性运算构成。S盒是非线性的，最常用的混淆技术，根据S盒的输入输出长度，8比特和4比特是最常用的两种，其中算法采用8比特的S盒，硬件占用面积较大，软件实现效率较高；而采用4比特的S盒，硬件占用面积小，同时4比特位S盒并行查询可以由SIMD指令实现，从而在现代PC机上具有高的软件实现效率。线性运算需要具有较强扩散性，通常采用MDS矩阵，比特置换，异或和循环移位等操作构成。轮函数要具有强雪崩性，由轮函数迭代生成的算法要可以抵抗差分、线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分组密码轮函数的构造方法，其特征在于，包括以下步骤：将明文分组逐比特异或白化密钥生成轮函数初始状态，利用多比特的S盒对所述轮函数的32个S盒单元逐个进行替换；将替换后的轮函数进行比特分组后异或多位常量，并对所述轮函数以S盒为单元的32个位置进行位置置换，使得基于所述轮函数的迭代不存在9轮的不可能差分，同时不存在9轮有效差分路线；利用预设矩阵左乘所述轮函数中间状态矩阵的每一列以进行列混合，并将列混合后的轮函数逐比特异或轮密钥，经过多轮迭代后，得到所述轮函数的最终状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述轮函数以S盒为单元的32个位置进行位置置换时的运算性质包括：每一行均进行置换，每次置换后同1列的元素置换后变到不同的列，两次位置置换后同一列的元素变到不同的列，以及分组密码算法迭代4轮后任何一个S盒将影响到输出的32个S盒单元。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多比特的S盒包括4比特的S盒或8比特的S盒；所述S盒的数量为32个。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多位常量为32位常量。5.一种分组密码轮函数的构造装置，其特征在于，包括：替换模块，用于将明文分组逐比特异或白化密钥生成轮函数初始状态，利用多比特的S盒对所述轮函数的32个S盒单元逐个进行替换；置换模块，用于将替换后的轮函数进行比特分组...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾珂婷，王小云，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：