[发明专利]一种明文数据加密方法及设备

说明书

本发明提供了一种明文数据加密方法及设备，该方法应用于包括有处理器的设备，包括：将白化密钥k₀与明文数据P按字节做异或运算得到运算结果X₀，X₀表示第一个中间态，对运算结果X₀进行r‑1轮迭代变换得到运算结果X_i，其中每轮迭代变换包括混淆层SL变换、扩散层DL变换和密钥加变换RKA，其中1≤i≤r‑1，r表示轮数；将运算结果X_(r‑1)通过第r轮变换，获得密文数据C，其中本发明对ARIA密码算法进行了改进，具有良好的抵抗滑动攻击性能，提升了信息的安全性。

技术领域

本发明涉及信息安全技术，尤指一种明文数据加密方法及设备。

背景技术

随着计算机和通信技术的发展，用户对信息的安全存储、安全处理和安全传输的需求越来越迫切。特别地，随着Internet的广泛应用，以及个人通信、多媒体通信、办公自动化、电子邮件、电子自动转账支付系统和自动零售业务网的建立和实现，信息的安全保护问题就显得更加重要，解决这一问题的有效手段之一是使用现代密码技术。

美国数据加密标准(DES，Data Encryption Standard)的颁布实施标志着现代密码学的诞生，从此揭开了商用密码研究的序幕。此后实用密码的研究基本上在沿着两个方向进行，即以公钥加密算法RSA为代表的公开密钥密码和以DES为代表的秘密密钥分组密码。其中，分组密码具有速度快，易于标准化和便于软硬件实现等特点，通常是信息与网络安全中实现数据加密、消息鉴别、认证及密钥管理的核心密码算法，它在计算机通信和信息系统安全领域有着广泛的应用。美国国家标准技术研究所在2001年发布了高级加密标准(AES)。AES是一个对称分组密码算法，旨在取代DES成为广泛使用的标准。韩国分组密码标准(ARIA算法)是目前广泛应用的分组加密算法之一，但其与AES算法相似的设计结构使得很多攻击AES算法的方法对ARIA产生威胁，如何优化ARIA算法，提升信息安全性是目前需要解决的问题之一。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种明文数据加密方法及设备，对ARIA算法进行了改进，能够抵抗滑动攻击，提升信息安全性。

为了达到本发明目的，本发明提供了一种明文数据加密方法，应用于包括有处理器的设备，该方法包括：

将白化密钥k₀与明文数据P按字节做异或运算得到运算结果X₀，X₀表示第一个中间态，其中白化密钥k₀为预先配置的主密钥K的最左边128比特；

对运算结果X₀进行r-1轮迭代变换得到运算结果X_i，其中每轮迭代变换包括混淆层SL变换、扩散层DL变换和密钥加变换RKA，其中1≤i≤r-1，r表示轮数；

将运算结果X_(r-1)通过第r轮变换，获得密文数据C，其中

进一步地，混淆层SL包括第一类混淆层和第二类混淆层，所述混淆层变换为非线性变换，采用4个S盒：S1、S2、S3和S4，其中第一类混淆层变换在奇数轮中使用，第二类混淆层变换在偶数轮中使用。

进一步地，所述扩散层DL变换为线性变换，是将16字节状态(x₀,x₁,...,x₁₅)映射为(y₀,y₁,...,y₁₅)，具体定义如下：

(x₀,x₁,...,x₁₅)→(y₀,y₁,...,y₁₅)