一种数据加密方法、装置、电子设备和存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种数据加密方法、装置、电子设备和存储介质，方法包括：获得多媒体数据对应的多个待加密数据，以及初始密钥对应的扩展密钥；扩展密钥是对初始密钥进行多轮密钥扩展得到的多个子密钥；利用扩展密钥，分别对多个待加密数据中的每一待加密数据进行并行处理模式下的多轮加密处理，得到每一待加密数据对应的子密文数据；加密处理包括密钥相加处理、字节置换处理、行移位处理和列混合处理；按照待加密数据的分组顺序，对待加密数据对应的子密文数据进行组合，得到目标密文数据。得到目标密文数据。得到目标密文数据。

【技术实现步骤摘要】
一种数据加密方法、装置、电子设备和存储介质


[0001]本申请涉及信息安全
，尤其是涉及一种数据加密方法、装置、电子设备和存储介质。

技术介绍

[0002]目前，随着计算机和信息技术的迅猛发展和普及应用，各个行业的应用系统的规模迅速扩大，随着而产生的应用数据呈现出爆炸式增长。大数据量的产生和传输在促进行业发展的同时无疑将更多的应用信息暴露于网络之上，导致许多敏感信息和财产都极度依赖于电子密码设备。在这种趋势下，对电子密码设备的安全性分析方法越来越多，使得电子设备的安全性受到了极大的挑战。为了保障产生和传输的数据的安全性，各个行业都在设计的应用系统中研究行之有效的加解密模块的软硬件实现。现有技术中，通常使用高级加密标准(Advanced Encryption Standard，AES)算法来保障电子设备中敏感信息和财产的安全性。
[0003]当在对高速、大数据量且大位宽的数据进行加密或解密时，参照图1所示，相关技术中使用通用处理器(center processing units，CPU)来实施该AES算法以进行数据加密或解密操作。然而，由于CPU的核心数量有限，在对大量数据进行加密或解密时，至少存在加密速度慢的问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种数据加密方法、装置、电子设备和存储介质。
[0005]本申请的技术方案是这样实现的：
[0006]本申请提供一种数据加密方法，所述方法包括：
[0007]获得多媒体数据对应的多个待加密数据，以及初始密钥对应的扩展密钥；所述扩展密钥是对所述初始密钥进行多轮密钥扩展得到的多个子密钥；
[0008]利用所述扩展密钥，分别对所述多个待加密数据中的每一待加密数据进行并行处理模式下的多轮加密处理，得到所述每一待加密数据对应的子密文数据；所述加密处理包括密钥相加处理、字节置换处理、行移位处理和列混合处理；
[0009]按照所述待加密数据的分组顺序，对所述待加密数据对应的所述子密文数据进行组合，得到目标密文数据。
[0010]本申请提供一种数据加密装置，所述装置包括：
[0011]获得模块，用于获得多媒体数据对应的多个待加密数据，以及初始密钥对应的扩展密钥；所述扩展密钥是对所述初始密钥进行多轮密钥扩展得到的多个子密钥；
[0012]处理模块，用于利用所述扩展密钥，分别对所述多个待加密数据中的每一待加密数据进行并行处理模式下的多轮加密处理，得到所述每一待加密数据对应的子密文数据；所述加密处理包括密钥相加处理、字节置换处理、行移位处理和列混合处理；
[0013]所述处理模块，还用于按照所述待加密数据的分组顺序，对所述待加密数据对应
的所述子密文数据进行组合，得到目标密文数据。
[0014]本申请提供一种电子设备，所述电子设备包括：
[0015]存储器，用于存储可执行指令；
[0016]并行处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行指令，以实现上述所述的数据加密方法。
[0017]本申请提供一种存储介质，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述所述的数据加密方法。
[0018]本申请提供一种数据加密方法、装置、电子设备和存储介质，通过获得多媒体数据对应的多个待加密数据，以及初始密钥对应的扩展密钥；扩展密钥是对初始密钥进行多轮密钥扩展得到的多个子密钥；利用扩展密钥，分别对多个待加密数据中的每一待加密数据进行并行处理模式下的多轮加密处理，得到每一待加密数据对应的子密文数据；加密处理包括密钥相加处理、字节置换处理、行移位处理和列混合处理；按照待加密数据的分组顺序，对待加密数据对应的子密文数据进行组合，得到目标密文数据；也就是说，本申请利用初始密钥和扩展密钥，对每一待加密数据进行多轮的并行加密处理，达到大数据的并行处理，充分利用了并行处理器的硬件算力，极大地减少了数据加密时间，提高了执行效率；同时，并行处理器功能相对专一，比通用CPU的安全性高，提高了加密数据的安全性；最后多个子密文数据进行重新组合得到目标密文数据，能够在数据加密过程中实现高效加密，同时，利用并行处理器进行处理，释放了CPU的内存资源，减小了CPU的运算压力。
附图说明
[0019]图1为相关技术方案提供的一种数据加密方法的结构框图；
[0020]图2为本申请实施例提供的一种可选的数据加密方法的流程示意图；
[0021]图3为本申请实施例提供的一种对初始密钥进行密钥扩展的过程示意图；
[0022]图4为本申请实施例提供的一种可选的数据加密方法的流程示意图；
[0023]图5为本申请实施例提供的一种密钥相加神经网络算子的结构示意图；
[0024]图6为本申请实施例提供的一种密钥相加处理在并行模式下的异或运算处理的过程示意图；
[0025]图7为本申请实施例提供的一种可选的数据加密方法的流程示意图；
[0026]图8为本申请实施例提供的一种字节置换/逆字节置换神经网络算子的流程示意图；
[0027]图9为本申请实施例提供的一种可选的数据加密方法的流程示意图；
[0028]图10为本申请实施例提供的一种行移位/逆行移位神经网络算子的流程示意图；
[0029]图11为本申请实施例提供的一种对第三状态矩阵进行行向左移位处理的过程示意图；
[0030]图12为本申请实施例提供的一种可选的数据加密方法的流程示意图；
[0031]图13为本申请实施例提供的一种可选的数据加密方法的流程示意图；
[0032]图14为本申请实施例提供的一种列混合/逆列混合神经网络算子的流程示意；
[0033]图15为本申请实施例提供的一种可选的数据加密方法的流程框图；
[0034]图16为本申请实施例提供的一种可选的数据解密方法的流程框图；
[0035]图17为本申请实施例提供的一种数据加密装置的结构示意图；
[0036]图18为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0037]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0038]本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
[0039]在本文中提及“实施例”意味着，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据加密方法，其特征在于，所述方法包括：获得多媒体数据对应的多个待加密数据，以及初始密钥对应的扩展密钥；所述扩展密钥是对所述初始密钥进行多轮密钥扩展得到的多个子密钥；利用所述扩展密钥，分别对所述多个待加密数据中的每一待加密数据进行并行处理模式下的多轮加密处理，得到所述每一待加密数据对应的子密文数据；所述加密处理包括密钥相加处理、字节置换处理、行移位处理和列混合处理；按照所述待加密数据的分组顺序，对所述待加密数据对应的所述子密文数据进行组合，得到目标密文数据。2.根据权利要求1所述的数据加密方法，其特征在于，所述利用所述扩展密钥，分别对所述多个待加密数据中的每一待加密数据进行并行处理模式下的多轮加密处理，得到所述每一待加密数据对应的子密文数据，包括：从所述扩展密钥中选择与第n轮加密处理对应的第n子密钥；其中，1≤n≤N，且n为整数，N为多轮加密处理的总轮次数；获得对所述待加密数据进行第n轮加密处理后的第n中间加密数据；在所述并行处理模式下，将所述第n中间加密数据中的数据和所述第n子密钥对应位置的密钥，进行同步异或处理，得到第n轮密钥相加处理后的第n密钥运算数据，以得到所述子密文数据。3.根据权利要求1所述的数据加密方法，其特征在于，所述利用所述扩展密钥，分别对所述多个待加密数据中的每一待加密数据进行并行处理模式下的多轮加密处理，得到所述每一待加密数据对应的子密文数据，包括：在利用所述扩展密钥对所述待加密数据进行第n
‑
1轮密钥相加处理，得到第n
‑
1密钥运算数据的情况下，获得第一置换数据和所述第n
‑
1密钥运算数据中数据对应的置换参数；其中，1≤n≤N，且n为整数，N为多轮加密处理的总轮次数；在所述并列模式下，将所述第n
‑
1密钥运算数据中所有数据，同步替换成所述第一置换数据中与所述置换参数对应的目标参数，得到第n轮字节置换处理后的第n置换数据，以得到所述子密文数据。4.根据权利要求1所述的数据加密方法，其特征在于，所述利用所述扩展密钥，分别对所述多个待加密数据中的每一待加密数据进行并行处理模式下的多轮加密处理，得到所述每一待加密数据对应的子密文数据，包括：在利用所述扩展密钥对所述待加密数据进行第n轮字节置换处理，得到第n置换数据的情况下，获得所述第n置换数据中数据对应的行移位参数；其中，1≤n≤N，且n为整数，N为多轮加密处理的总轮次数；在所述并行处理模式下，根据所述行移位参数，对所述第n置换数据中数据进行行移位处理，得到第n轮行移位处理后的第n行移位数据，以得到所述子密文数据。5.根据权利要求1所述的数据加密方法，其特征在于，所述利用所述扩展密钥，分别对所述多个待加密数据中的每一待加密数据进行并行处理模式下的多轮加密处理，得到所述每一待加密数据对应的子密文数据，包括：在利用所述扩展密钥对所述待加密数据进行第n轮行移位处理，得到第n行移位数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王茂义，同军武，陈进利，浦贵阳，
申请(专利权)人：中国移动通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：