一种新型低资源高效的轻量级Surge分组密码实现方法

摘要

本发明公开一种新型低资源高效的轻量级Surge分组密码实现方法，Surge分组长度设计为64位，密钥长度有64、80和128位三种，基于SPN结构。密钥采用无扩展方式；轮函数5个模块采用一种新的结合方式，加密顺序依次为常数加、轮密钥加、S盒替换、行移位、列混合变换，最后一轮没有列混合变换。常数加变换模块每轮运算一个轮常数；轮常数选取组合为：高位是0、1、2、3，低位依次选取0到15之间奇、偶、偶、奇数组合，得到的组合数随机固定一个排列。列混合变换模块利用易于硬件实现的(0、1、2、4)组合成矩阵，在有限域GF(2⁴)上构造硬件实现友好型矩阵。实验结果表明相对目前SPN结构的轻量级密码，其占用面积资源更小，同时加密性能好，能抗已知攻击。

主权项

一种新型低资源高效的轻量级Surge分组密码实现方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：将64‑bit明文/密文加载至寄存器，进行加/解密运算； 步骤2：将所述待加/解密数据按以下步骤进行N_R轮轮运算操作，其中密钥长度为64‑bit时，N_R取值为32；密钥长度为80‑bit时，N_R取值为36；密钥长度为128‑bit时，N_R取值为40； 若输入待加密数据进行加密运算操作，则在第一轮至第N_R‑1轮轮运算中的每一轮轮运算中依次对待加密数据进行常数加变换、轮密钥加变换、S盒替换变换、行移位变换及列混合变换，以列混合变换后得到的数据作为下一轮的待加密数据； 最后一轮轮运算过程为对上一轮得到的待加密数据依次进行常数加变换、轮密钥加变换、S盒替换变换以及行移位变换，完成加密操作； 若输入待解密数据进行解密操作，则第一轮轮运算中对待解密数据依次进行行移位逆变换、S盒替换逆变换、轮密钥加变换及常数加逆变换，以常数加逆变换后得到的数据作为下一轮的待解密数据； 在第二轮至第N_R轮轮运算中的每一轮轮运算中依次对待解密数据进行列混合逆变换、行移位逆变换、S盒替换逆变换、轮密钥加变换及常数加逆变换，以常数加逆变换后得到的数据作为下一轮的待解密数据，完成解密操作； 所述列混合变换和列混合逆变换、行移位变换和行移位逆变换、S盒替换变换和S盒替换逆变换以及常数加变换和常数加逆变换均互为逆运算。