[发明专利]轻量级密码算法SCENERY实现方法、装置及存储介质

权利要求书

1.一种轻量级密码算法SCENERY实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A1：获取64位明文作为待加密数据P，进行加密运算；

其中，待加密数据P从高位到低位每16位一组依次排序形成4×16的数据矩阵，记作P＝P₀P₁P₂P₃；

步骤A2：对步骤A1所述的数据P进行IP1初始置换，并依据密钥位数确定轮数Nr，轮数控制信号初始值为1；其中，所述IP1初始置换过程如下：

将4×16的数据矩阵P按每行4位为一小单元构成一个4×4的矩阵，该4×4的矩阵表示为N＝{P₀₀,P₀₁,P₀₂,P₀₃,P₁₀,P₁₁,P₁₂,P₁₃,P₂₀,P₂₁,P₂₂,P₂₃,P₃₀,P₃₁,P₃₂,P₃₃}；

将矩阵N依次划分为4个2×2的矩阵N₀、N₁、N₂、N₃；N₀＝{P₀₀,P₀₁,P₁₀,P₁₁}，N₁＝{P₀₂,P₀₃,P₁₂,P₁₃}，N₂＝{P₂₀,P₂₁,P₃₀,P₃₁}，N₃＝{P₂₂,P₂₃,P₃₂,P₃₃}；

分别取N₀、N₃的对角线(P₀₀,P₁₁)和(P₂₃,P₃₂)构成IP1置换的第一列数据，即(P₀₀,P₁₁,P₂₃,P₃₂)^T；

分别取N₁、N₂的对角线(P₁₂,P₀₃)和(P₃₁,P₂₀)构成IP1置换的第二列数据，即(P₁₂,P₀₃,P₃₁,P₂₀)^T；

分别取N₃、N₀的对角线(P₃₃,P₂₂)和(P₁₀,P₀₁)构成IP1置换的第三列数据，即(P₃₃,P₂₂,P₁₀,P₀₁)^T；

分别取N₂、N₁的对角线(P₂₁,P₃₀)和(P₀₂,P₁₃)构成IP1置换的第四列数据，即(P₂₁,P₃₀,P₀₂,P₁₃)^T；

将上述4×4的矩阵N经IP1初始置换后以{P₀₀,P₁₂,P₃₃,P₂₁,P₁₁,P₀₃,P₂₂,P₃₀,P₂₃,P₃₁,P₁₀,P₀₂,P₃₂,P₂₀,P₀₁,P₁₃}顺序输出，得到经IP1初始置换后的数据P′；

步骤A3：将步骤A2的运算结果划分为左右两部分，即4×8的矩阵数据块L_r、R_r；

其中，r表示当前轮数，数据块L_r由步骤A2的运算结果的每行的前8位从高位到低位依次排列获得，数据块R_r由步骤A2的运算结果的每行的后8位从高位到低位依次排列获得；

步骤A4：将步骤A3中32位数据块L_r和R_r按照Feistel结构进行F轮函数运算，每一轮F轮函数运算包括：

a)对R_r进行轮密钥加运算；

b)对a)得到的运算结果进行S盒置换；

c)对b)得到的运算结果进行M矩阵置换；

d)将c)得到的结果与L_r进行异或运算，并将异或结果作为下一轮参与F轮函数运算的R_r；同时将本轮参与F轮函数运算的输入数据块R_r作为下一轮参与F轮函数运算的L_r；

步骤A5：根据当前轮密钥和轮数控制信号，进行下一轮密钥扩展运算，包括：

e)对当前轮密钥进行S盒置换；

f)对e)得到的运算结果循环左移x位；

g)对f)得到的运算结果进行轮常量加运算；

h)对g)中的结果进行DP动态置换，得到的结果作为下一轮的轮密钥；

其中，F轮函数运算过程中，第一轮运算所使用的轮密钥为初始密钥的前32位数据，从第二轮开始依次为上一轮密钥扩展运算获得的轮密钥的前32位数据；DP动态置换是由当前轮数r和步骤g)的结果作为控制信号，动态地对步骤g)的结果进行置换；

步骤A6：判断当前轮数信号r是否小于轮数Nr，若小于，令r＝r+1，将步骤A4、A5的结果作为新一轮运算的输入数据，返回步骤A4；否则，对步骤A4中d)得到的下一轮l_r、R_r进行IP2置换，然后输出加密结果；其中，所述IP2置换包括：

利用步骤A4中d)得到的下一轮L_r、R_r构造4×16的矩阵，将L_r的每行数据赋值给矩阵对应行的高8位，将R_r每行数据赋值给矩阵对应行的低8位；

然后将4×16矩阵每行的高8位与低8位进行互换；

最后将互换后的4×16矩阵进行IP1逆初始置换。