[发明专利]基于轻量级分组密码榫式算法的加密解密方法

说明书

一种基于轻量级分组密码榫式(Tenon)算法的加密解密方法，通过将待加密数据按照分组长度每组n比特划分为等长的明文分组P，设置主密钥K，长度为m₁比特，由主密钥K通过密钥编排算法产生Tenon分组密码算法的轮密钥1≤r≤30，长度为m₂比特，m₁＝128，m₂＝64，在加密过程中，将输入的待加密数据经过R轮迭代加密运算操作，输出n比特密文分组C。本发明综合考虑了安全性与实现代价，基于SPN结构设计，能够实现高效、安全、轻量的Tenon分组密码算法，适于应用在资源受限的设备上。

技术领域

本发明涉及的是一种信息安全领域的技术，具体是一种轻量级分组密码榫式(Tenon)算法的实现方法。

背景技术

现有的分组密码算法需要通过较为复杂的运算与结构来达到已知情况下最好的安全性，但需要耗费大量的软硬件资源，使得算法实现变慢，难以应用在微型物联网设备上。而若使用过于简单的逻辑结构，在安全性方面则难以达到要求。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于轻量级分组密码榫式算法的加密解密方法，综合考虑了安全性与实现代价，基于SPN结构设计，能够实现高效、安全、轻量的Tenon分组密码算法，适于应用在资源受限的设备上。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于轻量级分组密码榫式算法的加密方法，包括：

步骤1)将待加密数据按照分组长度每组n比特划分为等长的明文分组P，n＝64；

步骤2)设置主密钥K，长度为m₁比特，由主密钥K通过密钥编排算法产生Tenon分组密码算法的轮密钥长度为m₂比特，m₁＝128，m₂＝64，具体为：对于第r轮轮密钥，将128比特主密钥的第位依次赋值给64比特长度的轮密钥如对于第1轮，将主密钥的第1,2,4,7，…,97比特依次赋给轮密钥的第0,1,2，…,63位。再将按16比特长度依次划分为4组对于轮数r，将其表示为5位二进制数，最右侧为低位：如对于轮数r＝11，表示为01011。之后进行：1.将轮密钥中的第15,16,31,47,63位与r的二进制表示的五位依次进行与操作，结果更新为新的k₁₅,k₁₆,k₃₁,k₄₇,k₆₃；2.将的16比特进行按位取反得到新的k₃₂k₃₃…k₄₇；3.将k₄₈k₄₉…k₆₃与k₃₂k₃₃…k₄₇按位与操作后，再与k₀k₁…k₁₅按位进行异或操作得到新的k₄₈k₄₉…k₆₃。更新完成后的64比特k₀k₁…k₆₃按16比特长度分为4组即为第r轮的轮密钥，并将主密钥更新为128比特的

步骤3)在加密过程中，将输入的待加密数据经过R轮迭代加密运算操作，输出密文，具体为：

3.1)对于R＝1,2,3,…,29轮，在每一轮加密运算中：将n比特明文分组P与m₂比特的第i轮的轮密钥K_i进行轮密钥加后，将其分为8个8比特的字节，依次经过非线性层S盒替换，线性层置换后，输出的数据作为下一轮的输入。

所述的正整数n＝64；m₁＝128；m₂＝64；R＝30；