一种普通轮变换运算单元、普通轮变换电路及AES解密电路.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CN108933652A(43)申请公布日2018.12.04(21)申请号201810597060.4(22)申请日2018.06.11(71)申请人安徽工程大学地址241000安徽省芜湖市鸠江区北京中路8号(72)发明人张肖强王新航郑辛星梁广俊王磊孙忠先(74)专利代理机构芜湖安汇知识产权代理有限公司34107代理人马荣(51)Int.Cl.H04L9/06(2006.01)权利要求书2页说明书13页附图3页(54)发明名称一种普通轮变换运算单元、普通轮变换电路及AES解密电路(57)摘要本发明涉及密码电路技术领域，尤其涉及一种普通轮变换运算单元、普通轮变换电路及AES解密电路，本发明提出的用于AES解密的普通轮变换单元，通过常数矩阵的合并与合成运算，将AES解密算法中普通轮变换中的所有线性变换运算组合成两个合成矩阵，合成矩阵与合成矩阵可以缩短电路关键路径，还能够减少电路实现面积。CN108933652ACN108933652A权利要求书1/2页1.一种普通轮变换运算单元，用于AES解密，其特征在于，所述普通轮变换运算单元包括：合成矩阵乘法运算单元1、常数加运算单元、复合域乘法逆运算单元及合成矩阵乘法运算单元2，合成矩阵乘法运算单元1的输入端与数据输入端口连接，输出端与常数加运算单元的输入端连接，常数加运算单元的输出端与复合域乘法逆运算单元的输入端连接，复合域乘法逆运算单元的输出端及密钥输入端口与合成矩阵乘法逆运算单元2的输入端连接，合成矩阵乘法运算单元2的输出端与数据输出端口连接；合成矩阵乘法运算单元1，将合成矩阵与从数据输入端口输入的数据向量进行乘法运算，将运算结果输出到常数加运算单元，其中，合成矩阵的表达式具体如下所示：T常数加运算单元，将向量与常数向量Ωλ＝[ωλ,ωλ,ωλ,ωλ]进行相加运算，将运算结果输出到复合域乘法逆运算单元；复合域乘法逆运算单元，将向量中的每个字节进行复合域乘法逆运算，将运算结果输出到合成矩阵乘法运算单元2；合成矩阵乘法运算单元2，将数据向量和密钥向量组合成一个列向量并合成矩阵与列向量进行乘法运算，即将运算结果输出到数据输出端口，合成矩阵的表达式如下所示：合成矩阵乘法运算单元1、常数加运算单元、复合域乘法逆运算单元及合成矩阵乘法运算单元2的输入端及输出端的数据位宽均为4个字节。2.一种普通轮变换电路，其特征在于，所述电路包括：4×(Nr-1)个如权利要求1所述普通轮变换运算单元，其中，每4个普通轮变换运算单元并联组成一个普通轮变换模块，(Nr-1)个普通轮变换模块串联组成普通轮变换电路。3.一种普通轮变换电路，其特征在于，所述电路包括：一个如权利要求1所述普通轮变换运算单元、及用于循环4×(Nr-1)次所述普通轮变换运算单元的循环反馈电路；2CN108933652A权利要求书2/2页其中，循环反馈电路由二选一选择器、寄存器1及寄存器2组成，寄存器1及寄存器2的数据位宽均为16字节，寄存器1输入端与选择器的输出端连接，寄存器1的输出端与寄存器2的输入端相连接，寄存器2的输出端与普通轮变换运算单元的数据输入端连接，普通轮变换运算单元的数据输出端与选择器的一输入端连接，选择器的另一输入端与首轮变换电路的输出端连接，普通轮变换运算单元的输出端连接还与末轮变换电路的输入端连接。4.一种普通轮变换电路，其特征在于，所述电路包括：由两个如权利要求1所述普通轮变换运算单元并联组成的普通轮变换模块，及循环反馈电路，循环反馈电路用于对普通轮变换模块进行2(Nr-1)次循环；其中，循环反馈电路由选择器、寄存器1及寄存器2组成，寄存器1及寄存器2的数据位宽均为16字节，其中，寄存器1的输入端与选择器的输出端连接，寄存器1的输出端与寄存器2的输入端连接，寄存器2的输出端与普通轮变换模块的数据输入端连接，选择器的一输入端与首轮变换电路的输出端连接，另一输入端与普通轮变换模块的输出端连接，普通轮变换模块的输出端还与末轮变换电路的输入端连接。5.一种普通轮变换电路，其特征在于，所述电路包括：由四个如权利要求1所述普通轮变换运算单元并联组成的普通轮变换模块，及循环反馈电路，循环反馈电路用于对普通轮变换模块进行(Nr-1)次循环；其中，循环反馈电路由选择器及寄存器组成，寄存器的数据位宽为16字节，其中，寄存器的输出端与普通轮变换模块的输入端连接，寄存器输入端与选择器的输出端连接，选择器的一输入端与首轮变换电路的输出端连接，另一输入端与普通轮变换模块的输出端连接，普通轮变换运算模块的输出端还与末轮变换电路的输入端连接。6.一种AES解密电路，其特征在于，所述电路包括：依次连接首轮变换电路，普通轮变换电路及末轮变换电路，其中，普通轮变换电路采用权利要求2至