一种加解密一致的低延迟轻量级分组密码加密和解密方法技术

本发明专利技术公开了一种加解密一致的低延迟轻量级分组密码加密和解密方法，该方法适用于资源受限设备上数据传输安全防护。所述方法先获取明文或密文，并确定总轮数，使用新型3轮Even‑Mansour方案对明文数据进行加密或者对密文数据进行解密。若是加密运算，获取待加密数据与初始密钥，采用新型3轮Even‑Mansour方案对待加密数据进行加密得到密文，同时，每一轮密钥与轮常数按照给定的的顺序加入到加密流程中；若是解密运算，每一轮轮常数与轮密钥的添加顺序与加密过程相反，然后同样采用新型3轮Even‑Mansour方案对待解密数据进行解密得到明文。本发明专利技术具有高度的加解密一致的特点，同时能够以完全展开的结构实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于密码学，具体涉及一种加解密一致的低延迟轻量级分组密码加密和解密方法。

技术介绍

1、近年来，各种数字设备被广泛应用于各个领域，小型计算设备在物联网领域已经成为不可缺少的一部分，但是其中敏感数据的安全性面临着资源受限所带来的挑战。有几个重要的应用场景非常需要低延迟加密和即时响应时间，例如对工业物联网、存储器设备(例如固态硬盘)的即时认证等，一些fpga嵌入式应用也具有相似的要求。传统分组密码算法中，如aes、des等，其安全性得到了广泛认可，但是在低延迟、轻量级等应用场景中，其效率存在瓶颈。轻量级分组密码由于其低计算和存储的特点，能在有限的资源下为这些小型计算设备提供可靠的安全保护。此外，大多数fpga设计中存在最大时钟频率限制，因此无法采用高度流水线架构以实现低延迟，更为优越的方案是采用全展开架构。在全展开架构中，加密操作的固有属性决定了算法的延迟，所以保持加密算法的计算深度和资源消耗相对较低至关重要。因此在算法设计中权衡算法的延迟和实现成本是有挑战的，并且在全展开结构中对设计方案的低延迟优化是值得研究的。

2、基于上述讨论，需要本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种加解密一致的低延迟轻量级分组密码加密方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.一种加解密一致的低延迟轻量级分组密码解密方法，其特征在于，基于如权利要求1所述的加密方法获得的密文C，包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的加密方法或权利要求2所述的解密方法，其特征在于，所述的比特置换PermuteBits包括：

4.根据权利要求1所述的加密方法或权利要求2所述的解密方法，其特征在于，所述的字混淆MixWord包括：

5.根据权利要求1所述的加密方法或权利要求2所述的解密方法，其特征在于，所述的S盒替换SubCell包括：

6....

【技术特征摘要】

1.一种加解密一致的低延迟轻量级分组密码加密方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.一种加解密一致的低延迟轻量级分组密码解密方法，其特征在于，基于如权利要求1所述的加密方法获得的密文c，包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的加密方法或权利要求2所述的解密方法，其特征在于，所述的比特置换permutebits包括：

4.根据权利要求1所述的加密方法或权利要求2所述的解密方法，其特征在于，所述的字混淆mixword包括：

5.根据权利要求1所述的加密方法或权利要求2所述的解密方法，其特征在于，所述的s盒替换subcell包括：

6.根据权利要求1所述的加密方法，其特征在于，步骤二中步骤②的异或轮常数包括：

7.根据权利要求6所述的解密方法，其特征在于，所述的步骤202中，异或轮常数采用7-12轮次的预设轮常数，但是使用轮常数的顺序与加密时相反，即第一轮中使用轮数为12的常数，最后一轮使用轮数为7的常数；

8.根据权利要求1所述的加密方法或权利要求2所述的解密方法，其特征在于，逆s盒替换insubcell操作包括：将输入逆s盒替换insubcell操作的64比特数据记为u，将u从高位至低位分为16部分，则每1部分包括4比特数据，将这4比特数据分别记为u3、u2、u1和u0；每个4比特部分使用逆s盒的逻辑运算公式进行替换；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李浪，孙薇，张晏茹，
申请(专利权)人：衡阳师范学院，
类型：发明
国别省市：