[发明专利]ZUC-256流密码轻量级硬件系统

权利要求书

1.ZUC-256流密码轻量级硬件系统，包括流密码生成结构和标签值计算结构，所述流密码生成结构包括线性反馈移位寄存器、位重组层和有限状态自动机，其特征在于：

所述线性反馈移位寄存器包含16个31位的向量(s₀，s₁，...，s₁₅)，线性反馈移位寄存器采用进位保存加法器对其中的五个向量进行合并计算，计算的结果与有限状态自动机中得到的31位输入u相加得到新的向量，完成对线性反馈移位寄存器中16个向量的不断更新，u通过将来自于有限状态自动机的反馈值W移位1比特得到；所述位重组层使用线性反馈移位寄存器中的8个向量完成4个32位的数据X0、X1、X2和X3的填充；所述有限状态自动机包含两个存储单元R1和R2，这两个存储单元通过来自于位重组层的输出X0、X1、X2和X3不断更新，并由这两个存储单元生成新的W；所述线性反馈移位寄存器包含初始化阶段和工作阶段，在初始化阶段，W被送入线性反馈移位寄存器进行计算；在工作阶段，W被置零，由位重组层和有限状态自动机来计算出32位流密码；

所述标签值计算结构采用96位寄存器，根据流密码生成结构所生成的32位流密码进行标签值的计算，并输出64位标签值。

2.如权利要求1所述的ZUC-256流密码轻量级硬件系统，其特征在于：所述线性反馈移位寄存器采用进位保存加法器，并根据如下计算公式在初始化阶段进行合并计算：

(2¹⁵s₁₅+2¹⁷s₁₃+2²¹s₁₀+2²⁰s₄+2⁸s₀+s₀+u)mod(2³¹-1)＝s₁₅

式中，mod表示取模。

3.如权利要求2所述的ZUC-256流密码轻量级硬件系统，其特征在于：所述线性反馈移位寄存器将三个数据A、B、C输入第一个进位保存加法器，输出的进位以及加法和再输入与第一个进位保存加法器级联的第一个普通加法器；将三个数据D、E、F输入第二个进位保存加法器，输出的进位以及加法和再输入与第二个进位保存加法器级联的第二个普通加法器；将X0和R1输入第一个乘法器，第一个乘法器的输出与R2共同输入第三个普通加法器，第三个普通加法器输出的结果循环左移1位；将第一个普通加法器的输出、第二个普通加法器的输出和循环左移1位后的结果一同输入第三个进位保存加法器，输出的进位以及加法和再输入与第三个进位保存加法器级联的第三个普通加法器，得到最终的计算结果；其中，数据A、B、C、D、E和F分别是2¹⁵s₁₅、2¹⁷s₁₃、2²¹s₁₀、2²⁰s₄、2⁸s₀和s₀。