[发明专利]一种基于AES算法的模块化自主定制加密方法及系统

权利要求书

1.一种基于AES算法的模块化自主定制加密方法及系统，其特征在于，所述的加密服务系统采用了自上而下的软件设计思想和松耦合的模块化设计思想，包括：主控模块、加解密模块、多路选择模块、控制数据接收、控制数据发送模块，所述的每个子模块均引入独立的数据收发端口，使每个子模块均可以作接口化调用；所述的加解密模块也采用松耦合的设计思想，由多个子模块构成，包括AES加解密算法子模块、字节替换子模块、Rcon子模块、轮密钥加子模块和密钥拓展子模块；所述的一种基于AES算法的模块化自主定制加密方法及系统包括加密过程及解密过程，

其中，所述的加密过程步骤为：明文通过控制数据的接收模块，加密模块，多路选择器模块生成密文，再通过控制数据发送模块将密文发送，整个加密过程在主控模块的控制下按照上述算法逻辑进行，每个子模块都具有独立的数据收发端口，方便用户进行接口化调用；

解密过程步骤为：密文通过控制数据的接收模块，解密模块，多路选择器模块生成明文，再通过控制数据发送模块将明文发送，整个解密过程在主控模块的控制下按照上述算法逻辑进行，与此同时，每个模块都具有独立的数据收发端口，方便用户进行接口化调用。

2.根据权利要求1所述的一种基于AES算法的模块化自主定制加密方法及系统，其特征在于，所述的模块化自主定制加密方法及系统在数据开始传送之前需确定初始密钥，初始密钥由发送和接收双方约定。

3.根据权利要求1-2所述的一种基于AES算法的模块化自主定制加密方法及系统，其特征在于，所述的加解密模块主体功能是在主控模块的操作下完成数据的加密、解密处理任务。

4.根据权利要求1-3所述的一种基于AES算法的模块化自主定制加密方法及系统，其特征在于：所述的控制数据接收、发送模块功能是处理数据的正确采集接收以及分配，并对数据进行分析处理后传递给其它模块。

5.根据权利要求1-4所述的一种基于AES算法的模块化自主定制加密方法及系统，其特征在于，所述的控制数据接收模块、控制数据发送模块、加解密模块和多路选择器模块由FPGA主控模块控制完成数据的加解密和传输工作，FPGA主控模块作为状态机起到总体控制和协调作用。

6.根据权利要求1-5所述的一种基于AES算法的模块化自主定制加密方法及系统中的加解密模块，其特征在于，加解密模块的主要功能是进行AES算法运算，每一轮运算由4种变换组成，依次是S盒字节替换、行位移变换、域上算法代替的列混合变换，以及明文块和密钥扩展块间异或操作实现的轮密钥加变换；加密过程通过迭代完成，包括SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundKey、ExpandedKey变换，分别由字节替换子模块、Rcon子模块、轮密钥加子模块、密钥扩展子模块执行；所述的解密过程是实现加密过程的逆变换。

7.根据权利要求6所述的一种基于AES算法的模块化自主定制加密方法及系统中的加解密模块，其特征在于，加密过程及解密过程的每一轮迭代均需AddRoundKey，所生成的密钥在加密和解密过程中相同，且密钥使用顺序相反。

8.根据权利要求7所述的一种基于AES算法的模块化自主定制加密方法及系统中的加解密模块，其特征在于，加解密过程中通过AddRoundKey产生的密钥在每一轮迭代过程中均需进行密钥过程以获得新一轮的密钥。

9.根据权利要求1所述的一种基于AES算法的模块化自主定制加密方法及系统，其特征在于，所述系统整体包含校验模块，对系统运行的整个过程通过校验模块和子模块中设置的独立数据收发端口进行数据采集以集成整合测试与校验，以确保整个加密服务的安全可靠。