[发明专利]一种轮密钥动态生成对称密码的电路及方法

说明书

本发明适用于数字电路技术领域，提供了一种轮密钥动态生成对称密码的电路及方法，所述电路包括：轮密钥迭代寄存器堆、数据迭代寄存器堆、第一轮操作单元和第二轮操作单元，轮密钥迭代寄存器堆的输出端连接第一轮操作单元的输入端，第一轮操作单元的输出端连接轮密钥迭代寄存器堆的输入端；数据迭代寄存器堆的输出端与轮密钥迭代寄存器堆的输出端连接第二轮操作单元的输入端，第二轮操作单元的输出端连接数据迭代寄存器堆的输入端，所述第一轮操作单元和所述第二轮操作单元分别用于在每个时钟上升沿对轮密钥和数据迭代寄存器堆的数据进行更新。本发明，加密过程无需等待所有轮密钥生成结束即可开始，节省了RAM，增加了对数据的吞吐率。

技术领域

本发明属于数字电路技术领域，尤其涉及一种轮密钥动态生成对称密码的电路及方法。

背景技术

SMS4是中国国家商用密码局于2006年l月公布的用于无线局域网产品的分组对称密码算法,它是国内官方公布的第一个商用密码算法,极大地推进了密码算法研究的本土化。

高级加密标准(AES)是21世纪初公布的一种新型安全加密标准。由于AES是DES的替代者，它自从被接纳为标准之日起就已经被银行业，行政部门和工业界作为事实上的密码标准。

传统的AES算法以及SMS4算法电路实现大多采用了轮密钥预计算方式，即先将每轮操作所需要的轮密钥全部计算出来，存放在RAM里，当进行轮操作时再一一取出，这种方法轮密钥占用了RAM的面积，而且加密过程需等待轮密钥全部生成完毕才可开始，数据的吞吐率低。

发明内容

本发明实施例提供了一种轮密钥动态生成对称密码的电路及方法，旨在解决现有技术中轮密钥占用了RAM的面积，而且加密过程需等待轮密钥全部生成完毕才可开始，数据的吞吐率低的问题。

第一方面，提供一种轮密钥动态生成对称密码的电路，包括：轮密钥迭代寄存器堆、数据迭代寄存器堆、第一轮操作单元和第二轮操作单元，所述轮密钥迭代寄存器堆、所述数据迭代寄存器堆均包括至少一个32位的D触发器，轮密钥迭代寄存器堆的输出端连接第一轮操作单元的输入端，第一轮操作单元的输出端连接轮密钥迭代寄存器堆的输入端；数据迭代寄存器堆的输出端与轮密钥迭代寄存器堆的输出端连接第二轮操作单元的输入端，第二轮操作单元的输出端连接数据迭代寄存器堆的输入端，所述第一轮操作单元用于在每个时钟上升沿对轮密钥进行更新，所述第二轮操作单元用于在每个时钟上升沿对数据迭代寄存器堆的数据进行更新。

进一步地，所述对称密码具体为AES或SMS4。

进一步地，所述轮密钥迭代寄存器堆包括8个32位的D触发器，所述数据迭代寄存器堆包括4个32位的D触发器。

进一步地，所述第一轮操作单元包括AES轮密钥扩展函数以及SMS4轮密钥扩展函数。

进一步地，所述第二轮操作单元包括AES轮操作函数以及SMS4轮操作函数。

第二方面，提供一种轮密钥动态生成对称密码的方法，包括：

实时检测时钟上升沿；

在时钟上升沿，轮密钥迭代寄存器堆的输出端数据由第一轮操作单元进行轮密钥更新，同时数据迭代寄存器堆的输出端数据与轮密钥迭代寄存器堆的输出端数据由第二轮操作单元对数据进行更新从而完成了一次轮操作，直至完成最后一轮轮操作。

进一步地，所述对称密码具体为AES或SMS4。

进一步地，所述轮密钥迭代寄存器堆由8个32位的D触发器组成，所述数据迭代寄存器堆由4个32位的D触发器组成。

进一步地，所述第一轮操作单元包括AES轮密钥扩展函数以及SMS4轮密钥扩展函数。

进一步地，所述第二轮操作单元包括AES轮操作函数以及SMS4轮操作函数。