密钥可变的内轮置换流密码加密方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103152171A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103152171103152171A(43)申请公布日2013.06.12(21)申请号201310099408.4(22)申请日2013.03.26(71)申请人桂林电子科技大学地址541004广西壮族自治区桂林市金鸡路1号(72)发明人丁勇韦永壮李新国丁继强官秀国(74)专利代理机构桂林市持衡专利商标事务所有限公司45107代理人陈跃琳(51)Int.Cl.H04L9/18(2006.01)H04L9/08(2006.01)权权利要求书4页利要求书4页说明书8页说明书8页附图1页附图1页(54)发明名称密钥可变的内轮置换流密码加密方法(57)摘要本发明公开一种密钥可变的内轮置换流密码加密方法，其采用不同的数学运算符，快速实现密钥比特间的混淆性；在密钥流字节的计算中采用“纵向”扩散和“横向”压缩的相结合的比特混合置乱技术；密钥流字节采用多轮“迭代”方法得到，保证算法抵抗攻击；引入固定常量，破坏内轮函数结构，避免滑动攻击；种子密钥和初始向量的长度保证抵抗时空折中攻击；算法的运算符交替出现，分布均匀以抵抗一般的边信道攻击，特别功耗攻击；采用15轮的迭代内部状态具有足够的稳健性，足以抵抗传统的差分攻击；种子密钥长度可以根据安全强度选择；算法简洁、安全性高；各个密钥流块独立生成，特别适合平行计算，软件和硬件容易、快速实现，各种平台实现灵活。CN103152171ACN103527ACN103152171A权利要求书1/4页1.密钥可变的内轮置换流密码加密方法，其特征是包括如下步骤：（1）内部状态初始化阶段：（1.1）随机选择3～8个32比特的种子密钥K=(k0，k1，…，k7)和3个32比特的初始向量v=(v0，v1，v2)，确定3个32比特的常量值c=(c0，c1，c2)；启动2个32比特的计数向量t=(t0，t1)；（1.2）开辟一个512比特的存储器X，该存储器分为16个字，每个字为32比特，即（1.3）将种子密钥K、初始向量v、计数向量t和常量值c分别注入存储器X中，即令（2）密钥流生成阶段：（2.1）定义Xr=roundr(X)，其中roundr(X)又分为行运算roundodd(X)和列运算roundeven(X)；（2.2）若r为奇数即roundodd(X)的变化规则为：将存储器X的第一行x=(x0，x1，x2，x3)变化到y=(y0,y1,y2,y3)，有：a0=x0+x3,a3=(x2+a0)<<<3a2=x1+a3,a1=(x2+a2)<<<17将存储器X的第二行x=(x4，x5，x6，x7)变化到y=(y4,y5,y6,y7)，有：a4=x4+x7,a7=(x6+a4)<<<3a6=x5+a7,a5=(x6+a6)<<<172CN103152171A权利要求书2/4页将存储器X的第三行x=(x8，x9，x10，x11)变化到y=(y8,y9,y10,y11)，有：a8=x8+x11,a11=(x10+a8)<<<3a10=x9+a11,a9=(x10+a10)<<<17将存储器X的第四行x=(x12，x13，x14，x15)变化到y=(y12,y13,y14,y15)，有：a12=x12+x15,a15=(x14+a12)<<<3a14=x13+a15,a13=(x14+a14)<<<17上述，+表示mod232运算，表示mod2运算，<<<表示左循环移位，>>>表示右循环移位；（2.3）若r为偶数（即roundeven(X)）的变化规则为：将存储器X的第一列x=(x0，x4，x8，x12)变化到y=(y0,y4,y8,y12)，有：a0=x0+x12,a3=(x8+a0)<<<3a2=x4+a3,a1=(x8+a2)<<<17将存储器X的第二列x=(x1，x5，x9，x13)变化到y=(y1,y5,y9,y13)，有：a4=x1+x13,a7=(x9+a4)<<<3a6=x5+a7,a5=(x9+a6)<<<173CN103152171A权利要求书3/4页将存储器X的第三列x=(x2，x6，x10，x14)变化到y=(y2,y6,y10,y14)，有：a8=x2+x14,a11=(x10+a8)<<<3a10=x6+a11,a9=(x10+a10)<<<17将存储器X的第四列x=(x3，x7，x11，x15)变化到y=(y3,y7,y11,y15)，有：a12=x3+x15,a15=(x11+a12)<<<3a14=x7+a15,a13=(x11+a14)<<<17（2.4）根据步骤（2.2）和（2.3）所述变化规则计算X=round(X)，X7=round7(X)和1515(t)