[发明专利]一种轻量级密码算法HBcipher实现方法与装置

摘要

本发明提供了一种轻量级密码算法HBcipher实现方法与装置，该方法在加密或解密过程中所使用的轮函数采用三组SPN结构的F函数，且在轮函数中提出一种新的P2置换方式。通过选取轮常数count作为轮运算控制信号，根据count的奇偶性设计两种不同的运算方式；算法通过Xilinx ISE Design Suite 13.2硬件实现时，HBcipher‑64的吞吐率为511.38Mbps，HBcipher‑128的吞吐率为716.6848Mbps，相较于目前轻量级密码算法，加密效率较高。

主权项

1.一种轻量级密码算法HBcipher实现方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取待加密的明文，并依据密钥位数确定轮数r，轮数控制信号的初始值为1；其中，所述待加密的明文按高位到低位、从左至右的顺序排列成8×8的明文矩阵；步骤2：依据当前轮数控制信号count，对待加密的数据矩阵进行矩阵划分，获得数据块L和数据块R；若当前轮数控制信号count为奇数，则将待加密的数据矩阵的左半部分和右半部分分别作为数据块L和数据块R；其中，数据块的每一行由对应矩阵部分的连续两行按照从高位至低位排列获得；若当前轮数控制信号count为偶数，则将待加密的数据矩阵的上半部分和下半部分分别作为数据块L和数据块R；步骤3：将密钥按照从高位到低位、从左至右，每行16位排列，得到轮密钥矩阵，将轮密钥矩阵的左半部分和右半部分分别作为左控制密钥Qi和右控制密钥Qi+1；步骤4：依据当前轮数控制信号，将数据块与控制密钥进行轮函数操作；当轮运算控制信号count为奇数时，左控制密钥Qi、右控制密钥Qi+1分别与数据块L、数据块R进行F1函数、F2函数运算；当轮运算控制信号count为偶数时，右控制密钥Qi+1、左控制密钥Qi分别与数据块L、数据块R进行F1函数、F2函数运算；将经过F1函数、F2函数运算后的数据转换成16进制数据后合并，再进行F3函数运算；所述F1函数依次包括轮密钥加、S1盒置换、行移位运算；所述F2函数依次包括轮密钥加、S2盒置换、轮常数加运算；所述F3函数依次包括列混淆和P2置换运算；步骤5：判断当前轮数控制信号count是否等于轮数r，若不等于，令count＝count+1，将经过F3函数运算输出的结果作为新一轮的待加密数据，返回步骤2，否则，输出加密结果。