基于分组密码VHF和CTR模式的轻量级流密码技术CVHF

摘要

本发明提供了一种基于CTR模式和分组密码VHF的轻量级流密码技术CVHF，应用于保密通信领域。VHF先产生由256个字节随机排列组成的加密变换表S[256]，用于密钥扩展和迭代加密。迭代加密时，VHF先对8*8bit分组数据的每行进行伪随机变换，实现混乱；再对数据的每个斜对角线进行伪随机变换，同时实现扩散和混乱。对长度为len比特的明文X，CVHF采用CTR模式产生m＝「(len‑1)/128」+1组密钥流KS_i：KS_i＝VHF_K(ctr+i)；其中「」表示向下取整，0≤i≤m‑1，VHF_K(P)表示分组密码VHF采用密钥K对数据P进行加密。则CVHF的加密方式为：密文MSB_len(KS)表示截取全部密钥流KS的前len比特。CVHF的解密方式为：明文本发明设计了一个面向低成本8位嵌入式移动终端的安全高效轻量级流密码，用于数据加解密。

主权项

一种基于CTR模式和分组密码VHF的轻量级流密码CVHF，其总体特征是加解密过程有4个参数：明文X，密钥K，计数器ctr，密文Y；ctr长度为32bit，功能是抗重放攻击；对于长度为len比特的明文X，CVHF基于分组密码VHF，采用CTR模式产生m＝「(len‑1)/128」+1组密钥流KS_i，其中「」表示向下取整运算，0≤i≤m‑1，每组密钥流的长度为128bit，即For i＝0 to m‑1 {KS_i＝VHF_K(ctr+i)；}其中，VHF_K(P)表示分组密码VHF采用密钥K对P进行加密；则CVHF的加密方式为：密文其中为异或运算，MSB_len(KS)表示截取全部密钥流KS的前len比特；CVHF的解密方式为：明文