[发明专利]基于矩阵的后量子加密方法及装置

权利要求书

1.一种后量子加密方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1，获取明文p_i；

步骤2，将任意两个明文进行乘法运算，形成明文矩阵w_ij＝p_i×p_j；

步骤3，将密钥矩阵存储阵列中的各矩阵元素c_hij与明文矩阵w_ij中的对应的矩阵元素进行乘法运算，并存入密钥矩阵存储阵列中对应的位置；

步骤4，将密钥向量存储阵列中各向量的元素v_hi与明文中各对应元素进行乘法运算，并存入密钥向量存储阵列中各向量的对应位置v_hi＝v_hi×p_i；

步骤5，将各密钥d_h与对应密钥矩阵存储阵列的矩阵的所有元素c_hij以及密钥向量存储阵列的向量的所有元素v_hi进行加法运算，并将相加结果以向量形式d_h＝d_h+c_hij+v_hi存储为密文；

h＝1,2，…，98；i＝1，2，…，49；j＝1，2，…，49。

2.如权利要求1所述的后量子加密方法，其特征在于，通过有限域乘法器来进行所述乘法运算，所述乘法运算使用基于复合有限域的查找表操作。

3.如权利要求1所述的后量子加密方法，其特征在于，所述加法运算使用异或逻辑门进行运算。

4.如权利要求1所述的后量子加密方法，其特征在于，所述明文的乘法运算与密钥向量存储阵列的乘法运算并行运行。

5.一种后量子加密装置，其特征在于，采用如权利要求1至4任意一项所述的后量子加密方法进行加密，包括：

明密文管理器，用于存储所述明文和密文；

明文矩阵乘法器，用于执行所述任意两个明文的乘法运算；

系数矩阵乘法器，用于执行所述密钥矩阵存储阵列与明文阵列的乘法运算；

系数向量乘法器，用于执行所述密钥向量存储阵列与明文的乘法运算；

多项式求值运算器，用于执行所述密钥与对应密钥矩阵存储阵列的矩阵的所有元素以及密钥向量存储阵列的向量的所有元素的加法运算；

中央处理器，用于控制所述明密文管理器、明文矩阵乘法器、系数矩阵乘法器、系数向量乘法器以及多项式求值运算器的运行；

存储器，用于所述中央处理器控制各部件运行时的临时存储。

6.如权利要求5所述的后量子加密装置，其特征在于，所述明密文管理器、明文矩阵乘法器、系数矩阵乘法器、系数向量乘法器以及多项式求值运算器均包含对应的存储器。

7.如权利要求5所述的后量子加密装置，其特征在于，还包括：

复合域乘法阵列，所述复合域乘法阵列包含有限域乘法器和乘法调度器，所述乘法调度器接收所述明文矩阵乘法器、系数矩阵乘法器、系数向量乘法器的控制指令对所述有限域乘法器进行调度执行乘法运算；

复合域加法阵列，所述复合域加法阵列包括有限域加法器和加法调度器，所述加法调度器接收所述多项式求值运算器的指令对所述有限域加法器进行调度执行加法运算。

8.如权利要求5所述的后量子加密装置，其特征在于，所述存储器包括RAM和寄存器。

9.如权利要求8所述的后量子加密装置，其特征在于，所述存储器的存取单元为双字节，所述寄存器的存储空间是双字节。