[发明专利]一种部件可重复的NLCS分组密码实现方法、装置及介质

权利要求书

1.一种部件可重复的NLCS分组密码实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将64-bit明文/密文及初始密钥加载至寄存器，进行加/解密运算；

步骤2：将待加/解密数据与初始密钥进行轮密钥加变换，并将轮密钥加后的数据按以下步骤进行17轮轮函数运算操作；

轮函数依次为常数加变换、S盒替换、行移位变换、列混淆变换以及轮密钥加操作，或者依次为列混淆逆变换、行移位逆变换、S盒替换逆变换、常数加逆变换以及轮密钥加操作；

每一轮的轮密钥均由有限域上串联的线性反馈移位寄存器和非线性反馈移位寄存器对前一轮的轮密钥进行密钥扩展运算获得，第一轮的轮密钥扩展对象为初始密钥；

所述轮密钥进行密钥扩展过程如下：

首先，获得前一轮的轮密钥，并排列成4×4的矩阵K；

第一轮的轮密钥扩展中的矩阵K是将密钥表示成16个4-bit一位的有限域GF(2⁴)上的元素，并排列成如下4×4的矩阵获得；

其次，利用一个GF(2⁴)上的线性反馈移位寄存器LFSR将矩阵K的每列与线性反馈移位寄存器LFSR的反馈函数对应的伴随矩阵作用后再进行循环上移运算，并将运算后得到的矩阵K′和GF(2⁴)上的呈环状串联的四个非线性反馈移位寄存器NFSR进行非线性反馈移位运算，得到扩展后的轮密钥。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有限域上串联的线性反馈移位寄存器和非线性反馈移位寄存器是指一个16-bit的线性反馈移位寄存器LFSR与四个16-bit的非线性反馈移位寄存器NFSR串联。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述线性反馈移位寄存器LFSR的反馈函数为f(x)＝2+x+x²+4x³+x⁴；

所述四个非线性反馈移位寄存器NFSR的反馈函数分别为：

f₀(x₀，x₁，x₂，x₃)＝x₀+x₁+x₂+x₁x₂，

f₁(x₀，x₁，x₂，x₃)＝x₀+x₂+x₃+x₁x₂，

f₂(x₀，x₁，x₂，x₃)＝x₀+x₂+x₁x₂+x₁x₃，

f₃(x₀，x₁，x₂，x₃)＝x₀+x₁+x₁x₂+x₂x₃

其中，x，x₀，x₁，x₂，x₃表示反馈函数中的变量。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，列混淆变换操作是通过重复利用密钥扩展运算中的线性反馈移位寄存器迭代运算4次，得到的列混淆变换操作的矩阵表达式如下：

其中，矩阵M中的元素为GF(2⁴)中的元素，采用16进制表示，m为线性反馈移位寄存器的反馈函数等价的矩阵表达式。