[发明专利]动态S盒变换方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种S盒变换方法及系统，具体涉及加解密过程中的动态S盒变换方法及系统。

背景技术

随着计算机网络及通信技术的迅速发展，密码学的研究得到前所未有得重视，信息社会中的信息安全问题受到越来越多的关注，信息安全问题已经被我国政府提高到了国家发展战略的层次。

S盒变换，也称字节替换变换，就是将一个字节数据用另一个不相关的字节数据替代。S盒变换是许多密码算法中的唯一非线性变换，主要用于密码设计中的混淆功能，它的密码学性质往往决定了整个密码算法的安全性能。一般，在密码算法的整个算法过程中，S盒变换是固定且唯一的，也即是一种静态的S盒变换，这样的S盒变换的输入和输出具有固定且单一的依赖关系，致使密码算法的抗破译性能不够高，有可能导致秘密信息的泄露、甚至重要情报被敌人获取，严重危害国家安全。

发明内容

本发明旨在克服传统S盒变换固定单一且独立于密码算法的缺陷，让S盒变换动态化和多样化，加强S盒变换输入和输出之间的复杂性，增强密码算法的安全性能及提高运行速度，提供一种动态S盒变换方法及系统。

本发明采用如下的技术方案实现的：

一种动态S盒变换系统，包括接口模块、S盒控制模块和S盒变换模块；

接口模块包括密钥寄存器、输入信息存储器、输出信息存储器和控制信号寄存器，实现密钥、信息和控制信号的接收、存储与发送；

S盒控制模块包括奇偶判别器、加解密控制器和乘法累加运算单元控制器，实现整个S盒变换的动态控制；

S盒变换模块包括有限域GF(2⁸)乘法逆元变换器和4个乘法累加运算单元，实现S盒变换的动态变换。

在上述系统基础，更进一步的小改进：

S盒变换结果依赖于初始密钥的奇偶性；初始密钥的奇偶性不同，则S盒变换的结果也不同。

S盒变换模块，还可包括两个子模块：S盒变换1和S盒变换2；其中S盒变换1和S盒变换2分别与初始密钥的奇偶性相对应，并且S盒变换1和S盒变换2均包含了有限域GF(2⁸)的乘法逆元运算和仿射变换的线性运算；

有限域GF(2⁸)的乘法逆元运算中，S盒变换1和S盒变换2均以m(x)=x⁸+x⁴+x³+x+1为不可约多项式，仿射变换的线性运算中，S盒变换1的仿射变换为公式1和公式3，S盒变换2的仿射变换为公式2和公式4；

公式1：