[发明专利]一种轻量级可调分组密码实现方法、系统、电子设备以及可读存储介质

权利要求书

1.一种轻量级可调分组密码实现方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：获取明文作为待加密数据或密文作为待解密数据，并确定总轮数Nr；

步骤2：若是加密运算，则采用轻量级可调分组密码算法对所述待加密数据进行加密得到密文，其中，所述轻量级可调分组密码算法的每一轮加密过程中依据当前轮数值和/或依据所述轻量级可调分组密码算法的初始密钥中某一位的密钥值判断是否需要对调柄进行更新，若需要，则对调柄进行更新，将更新后的调柄应用到下一轮加密过程中；

若是解密运算，则采用轻量级可调分组密码算法对所述待解密数据进行解密，其中，在每一轮的解密过程存在：第1→Nr轮解密过程中的调柄与第Nr→1轮加密过程得到的调柄是一一对应。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：依据当前轮数值和/或所述某一位的密钥值判断是否更新调柄时的判断准则为：依据当前轮数值的奇偶性、所述某一位的密钥值为1或0来判断是否需要对调柄进行更新。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：当前一轮加密过程中判断是否对调柄进行更新的过程如下：

首先，判断当前轮数控制信号count是否为偶数，若是，则对当前调柄进行更新操作；否则，执行下一步骤，所述当前轮数控制信号count值与当前轮数相关；

然后，判断初始密钥中第count+N位密钥值K[count+N]是否为1，若为1，则进行调柄更新操作，否则不进行调柄更新操作，N为明文长度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：若获取N位明文作为待加密数据X，步骤2的执行过程如下：

S1：对待加密数据X进行P1置换；

S2：设置轮数控制信号count的初始值Q，并将步骤S1的运算结果从高位开始以每n位为一组依次分为四个数据块X₀、X₁、X₂、X₃，以及将初始密钥K的前N位从高位开始以每n位为一组依次分为四个数据块K₀、K₁、K₂、K₃，以及将2n位调柄数据T从高位开始以每n位为一组依次分为两个数据块TL和TR，其中，N＝4n，Q为非负整数；

S3：对数据块X_a、X_c分别进行F1函数或F2函数运算得到数据块X_a′、X_c′，再将数据块X_b、X_a′和TL或TR进行异或运算得到数据块X_b′，以及将数据块X_d、X_c′和TR或TL进行异或运算得到数据块X_d′，所述下标a，b，c，d对应0，1，2，3或1，2，3，0；

其中，所述数据块X_a进行F1函数运算时所使用的轮密钥为数据块K₀，对应所使用的调柄为数据块TL，数据块X_c进行F1函数运算时所使用的轮密钥为数据块K₁，对应所使用的调柄为数据块TR；或所述数据块X_a进行F2函数运算时所使用的轮密钥为数据块K₂，对应所使用的调柄为数据块TR，数据块X_c进行F2函数运算时所使用的轮密钥为数据块K₃，对应所使用的调柄为数据块TL；

S4：当所述a，b，c，d对应0，1，2，3时，对数据块X_a、X_b′按照X_a，X_b′高位到低位顺序进行P2置换得到数据块X_a″，X_b″，以及对数据块X_c、X_d′按照X_c，X_d′高位到低位顺序进行P2置换得到数据块X_c″，X_d″；当所述a，b，c，d对应1，2，3，0时，对数据块X_a、X_d′按照X_d′，X_a高位到低位顺序进行P2置换得到数据块X_d″，X_a″，以及对数据块X_b′、X_c按照X_b′，X_c高位到低位顺序进行P2置换得到数据块X_b″，X_c″；

S5：对数据块X_b″、X_d″分别进行F2函数或F1函数运算得到数据块X_b′″、X_d′″，然后，将数据块X_c″、X_b′″和TR进行异或运算得到数据块X_c′″，以及将数据块X_a″、X_d′″和TL进行异或运算得到数据块X_a′″；

其中，所述数据块X_b″进行F2函数运算时所使用的轮密钥为数据块K₂；数据块X_d″进行F2函数运算时所使用的轮密钥为数据块K₃；或所述数据块X_b″进行F1函数运算时所使用的轮密钥为数据块K₁，数据块X_d″进行F1函数运算时所使用的轮密钥为数据块K₀；步骤S3和步骤S5所使用的函数不同；

S6：依据当前轮数控制信号count和/或所述轻量级可调分组密码算法的初始密钥中某一位的密钥值判断是否需要对调柄进行更新，若需要，则对调柄进行更新，将更新后的调柄从高位开始以每n位为一组依次分为数据块TL和TR，并将数据块TL和TR作为下一轮输入的调柄数据；

S7：对步骤S5运算得到的数据块X_a′″、X_c′″和步骤S4运算得到的数据块X_b″、X_d″按照X_a′″，X_b″，X_c′″，X_d″或X_d″，X_a′″，X_b″，X_c′″从高位到低位的顺序进行P1置换得到Y₀，Y₁，Y₂，Y₃，然后，判断当前轮数控制信号count是否小于轮数Nr-1+Q，若是，令count＝count+1，将Y₀，Y₁，Y₂，Y₃作为新一轮输入的数据，依次赋值给X₀，X₁，X₂，X₃，再返回步骤S3；否则，将Y₀，Y₁，Y₂，Y₃作为密文从高位到低位依次输出。