[发明专利]RC4 流密码生成器

摘要

本发明公开了一种RC4流密码生成器，K‑box模块将M*N比特的原始密钥Key的各位按设定规则组合为F组一级秘钥矢量，每一组一级秘钥矢量包括2^N个N比特位宽的二级密钥矢量，并将各组一级秘钥矢量及其二级密钥矢量依序输出，生成的流密码以N比特位宽的格式进行输出，由于原始密钥分为多个二级密钥矢量，每个二级密钥矢量较短，每次RC4运算使用的输出密钥宽度仅为一个二级密钥矢量的宽度，所以S‑box模块中可以采用几个较短长度的寄存器的替代常规的1字节×256的RAM阵列；并且由于每一组一级秘钥矢量的RC4运算输出的流密码的较短，用较小的寄存器即可实现暂存，不需要使用较大容量的RAM模块进行流密码的暂存，大大减小了硬件资源消耗。

主权项

1.一种RC4流密码生成器，其特征在于，包括K‑box模块、S‑box模块、j运算单元、q运算单元、输出控制逻辑模块、主控制逻辑模块；所述K‑box模块，用于存储M*N比特的原始密钥，并在主控制逻辑模块和S‑box模块作用下将M*N比特的原始密钥的各位按设定规则组合为F组一级秘钥矢量，每一组一级秘钥矢量包括2N个N比特位宽的二级密钥矢量，将各组一级秘钥矢量及其二级密钥矢量依序输出；N为正整数，M为大于等于2的整数并且M*N小等于256，F为正整数且F*2N大于等于M；所述S‑box模块，包括2N个宽度至少为N比特的寄存器，并根据j、q，计算更新所述2N个寄存器的值，并控制输出S[i]到所述j运算单元，输出S[j]、S[q]到所述q运算单元，输出S[q]到所述输出控制逻辑模块；S[i]表示S‑box模块的第i个寄存器中的N比特值，S[j]表示S‑box模块的第j个寄存器中的N比特值，S[q]表示S‑box模块的第q个寄存器中的N比特值；i为0到2N‑1的整数，j为0到2N‑1的整数,q为0到2N‑1的整数；所述j运算单元，用于计算输出对应于sskey[f][h]及S[i]的j，sskey[f][h]为第f组一级秘钥矢量中的第h个N比特位宽的二级密钥矢量；f为0到F‑1的整数，h为0到2N‑1的整数；所述q运算单元，用于根据所述S‑box模块发送来的S[i]、S[j]计算输出q；所述输出控制逻辑模块，用于缓存所述S‑box模块输出的对应于一组一级秘钥矢量的2N个S[q]，并以第二时钟将缓存的2N个S[q]作为对应于该组一级秘钥矢量的流密码依序输出；所述主控制逻辑模块,用于根据外部控制信号，控制所述K‑box模块、S‑box模块、输出控制逻辑模块开始或停止工作。