一种高级加密标准运算电路及其加解密方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109818733A(43)申请公布日2019.05.28(21)申请号201910241014.5(22)申请日2019.03.27(71)申请人苏州中晟宏芯信息科技有限公司地址215163江苏省苏州市高新区科技城学森路9号3号楼(72)发明人刘刚冯春阳彭琅张兴革王俊杰黄晶(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250代理人马永芬(51)Int.Cl.H04L9/06(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种高级加密标准运算电路及其加解密方法(57)摘要本发明公开了一种高级加密标准运算电路及其加解密方法，该运算电路包括：第一级电路、第二级电路、第三级电路、计算电路及控制电路，控制电路根据加解密的工作模式提供选择信号控制所述第一级电路、第二级电路和第三级电路中的运算流程，本发明实施例提供的高级加密标准运算电路，通过将AES算法每轮的加解密过程分为多个流水线级进行运算，通过控制电路提供的选择信号指令控制内部各个流水线级进行相应的组合计算完成AES的全部加解密过程；在完成AES加解密的过程中，可以随时发起、终止、查看AES加解密过程中的每一步计算；在执行数据AES加解密过程中可以做到优先级高的处理器指令优先执行，而不需要flush掉加解密指令，可以较好的提高处理器的执行效率。CN109818733ACN109818733A权利要求书1/2页1.一种高级加密标准运算电路，其特征在于，包括：第一级电路、第二级电路、第三级电路及控制电路，所述第一级电路包括逆行移位模块及第一选择模块，所述第一级电路的输入端输入两路输入数据，一路输入数据传输至所述第一选择模块；所述逆行移位模块用于对另一路输入数据进行逆行移位运算后，传输至所述第一选择模块；所述第一选择模块用于选择其中一路输入数据进行传输；所述第二级电路包括字节代换模块、逆字节代换模块及第二选择模块，所述第二级电路用于将所述第一选择模块输出的数据分为两路输入数据；所述字节代换模块用于对其中一路输入数据进行字节代换运算后，传输至第二选择模块；所述逆字节代换模块用于对另一路输入数据进行逆字节代换运算后，传输出至第二选择模块；所述第二选择模块用于将字节代换模块和逆字节代换模块输出的数据选择其中一路输出；所述第三级电路包括行移位模块、列混合模块、加密轮密钥加模块、解密轮密钥加模块、逆列混合模块、第三选择模块、第四选择模块、第五选择模块、第六选择模块及第七选择模块；所述第三级电路用于将所述第二选择模块输出的数据分为四路输入数据；所述行移位模块用于对第一路输入数据进行行移位运算后，传输出至列混合模块及第三选择模块；所述第三选择模块用于将进行行移位运算后的数据和第二路输入数据选择其中一路传输至所述第四选择模块；所述第四选择模块用于将第三路输入数据和第三选择模块输出的数据选择其中一路输出；所述列混合模块用于对进行行移位运算后的数据进行列混合运算后，传输出至第五选择模块；所述解密轮密钥加模块用于对第四路输入数据进行解密轮密钥加运算后，传输至所述逆列混合模块或直接输出第三级电路；所述逆列混合模块用于对进行解密轮密钥加运算后的数据进行逆列混合运算后，传输至所述第五选择模块；所述第五选择模块用于将所述列混合模块和逆列混合模块输出的数据选择其中一路输出；所述第六选择模块用于将第四选择模块和第五选择模块输出的数据选择其中一路输出；所述加密轮密钥加模块用于将第六选择模块输出的数据进行加密轮密钥加运算后输出；所述第七选择模块用于将加密轮密钥加模块输出的数据和第六选择模块输出的数据选择其中一路输出，得到加密或解密的计算结果；所述控制电路用于根据加解密的工作模式提供选择信号控制所述第一级电路、第二级电路和第三级电路中的运算流程。2.根据权利要求1所述的高级加密标准运算电路，其特征在于，所述列混合模块包括第一运算电路和第二运算电路，所述逆列混合模块包括第三运算电路和第四运算电路，所述第二运算电路和所述第四运算电路为同一运算电路。3.根据权利要求1所述的高级加密标准运算电路，其特征在于，还包括：第八选择模块、第九选择模块、寄存器及第一计算电路，所述第八选择模块用于将第六选择模块输出的数据和第一计算电路输出的数据选择其中一路输出；所述第九选择模块用于将轮密钥和第一计算电路输出的数据选择其中一路输出；所述加密轮密钥模块用于将第八选择模块输出的数据和第九选择模块输出的数据进行加密轮密钥加运算后输出；所述寄存器用于将加密轮密钥加模块输出的数据保存。4.根据权利要求1所述的高级加密标准运算电路，其特征在于，还包括：多个填充电路，所述多个填充电路与所述第一级电路、第二级电路和第三级电路的总和与处理器的流水线2CN10981