[发明专利]一种明文数据加密方法及设备

权利要求书

1.一种明文数据加密方法，应用于包括有处理器的设备，其特征在于，该方法包括：

将白化密钥k₀与明文数据P按字节做异或运算得到运算结果X₀，X₀表示第一个中间态，其中白化密钥k₀为预先配置的主密钥K的最左边128比特；

对运算结果X₀进行r-1轮迭代变换得到运算结果X_i，其中每轮迭代变换包括混淆层SL变换、扩散层DL变换和密钥加变换RKA，其中1≤i≤r-1，r表示轮数，k_i为第i轮轮密钥；

将运算结果X_(r-1)通过第r轮变换，获得密文数据C，其中k_r为第r轮轮密钥；

其中，混淆层SL包括第一类混淆层和第二类混淆层，所述混淆层变换为非线性变换，采用4个S盒：S₁、S₂、S₃和S₄，其中第一类混淆层变换在奇数轮中使用，第二类混淆层变换在偶数轮中使用；

对轮密钥k_i进行编排；所述对轮密钥k_i进行编排具体包括：

主密钥K表示为：

对于i＝1,2,……32，循环执行以下变换：

1)循环移位θ：即第j行循环左移j字节，(j＝1，2，3，4)；

2)S变换γ：即第j行前四个字节进行S_j变换；

3)前四列异或以下矩阵π：

4)输出取最左边128比特作为轮密钥k_i。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扩散层DL变换为线性变换，是将16字节状态(x₀,x₁,…,x₁₅)映射为(y₀,y₁,…,y₁₅)，具体定义如下：

(x₀,x₁,...,x₁₅)→(y₀,y₁,...,y₁₅)

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述密钥加RKA变换是将轮密钥k_i与中间状态X_i-1进行逐字节异或运算，记为：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

对所述密文数据C进行解密操作，所述解密操作为加密操作的逆操作，所述解密操作过程包括：

步骤一：将密文数据C与轮密钥K₃₂按位异或操作；

步骤二：将步骤一异或结果进行第一类混淆层非线性变换；

步骤三：将步骤二非线性变换结果与轮密钥K_i按位异或，其中，i＝31,30...,1；

步骤四：将步骤三的异或结果进行扩散层线性变化；

步骤五：将步骤四线性变换结果进行混淆层非线性变换，其中混淆层第一类变换在偶数轮中使用，混淆层第二类变换在奇数轮中使用；

步骤六：将步骤五的非线性变换结果作为下一轮迭代的输入变元，依次重复步骤三、四、五的操作，直至第1轮；

步骤七：将步骤六的结果与白化密钥k₀的前128比特按位异或，从而得到明文数据P。

5.一种明文数据加密设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。