[发明专利]一种高性能小面积的XTS-SM4加密电路

摘要

本发明提出一种高性能小面积的XTS‑SM4加密电路，该电路可实现XTS加密模式，以及SM4加密功能。其中XTS加密模式电路由四选二选择器、二选一分配器、寄存器和模乘单元组成，流水线SM4加密电路由32个轮变换单元组成。XTS加密模式电路中对SM4 IP进行复用，降低加密电路的面积开销。流水线SM4加密电路中采用三级子流水线结构，进一步提高电路的加密速度。两者结合，在保证数据吞吐率的前提下减少电路面积。

主权项

1.一种高性能小面积的XTS‑SM4加密电路，其特征在于，包括：一个四选二的选择器、一个二选一的分配器、SM4加密电路、寄存器T、寄存器组TT、乘法器、异或器XOR1和异或器XOR2；选择器的四个输入端中，前三个输入端分别作为调整值输入端、调整值秘钥输入端、秘钥输入端，第四个输入端与第一异或器XOR1的输出端相连；选择器的两个输出端连接SM4加密电路的输入端；SM4加密电路的输出端连接分配器的输入端，分配器的一个输出端连接第一寄存器T，另一个输出端连接异或器XOR2的一个输入端，XOR2的另一个输入端连接寄存器组TT输出端；所述XTS‑SM4加密电路在外部控制信号的驱动下，在一个加密周期内，先进行调整值加密，再进行明文加密；进行调整值加密时，选择器在外部控制信号的驱动下选取调整值和调整值秘钥送入SM4加密电路，SM4加密电路对输入的数据采用SM4加密算法进行加密后发送给选择器；选择器将加密后的数据存储至寄存器T；存储在寄存器T通过乘法器与预设的模乘分量相乘后送入寄存器组TT存储；进行明文加密时，寄存器组TT中存放的模乘结果与输入的明文经过异或器XOR1进行异或，其结果和密钥同时输入选择器，经过选择器选择后送入SM4加密电路加密，加密结果经过分配器分配至异或器XOR2；异或器XOR2将加密结果与寄存器组TT中存放的模乘数据进行异或，两者异或结果即为输出密文。