[发明专利]一种轻量级分组密码算法RainSP的实现方法、装置及电子设备

权利要求书

1.一种轻量级分组密码算法RainSP的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：获取需要加密的2n位明文P，以及该明文所采用的4n位种子密钥K和加密轮数R；

S2：按照高位在左，低位在右的顺序将种子密钥K分成4个n位序列填充到密钥扩展算法的寄存器中，利用密钥扩展算法生成R个轮密钥k_i；

S3：按照高位在左，低位在右的顺序将所述明文P分成n位左半支明文信息和n位右半支明文信息；

S4：利用所述n位左半支和右半支明文信息进行R轮迭代轮运算得到输出密文；

步骤S2所述密钥扩展算法设计复用轮函数操作，为了从给定的种子密钥K生成轮密钥k_i，首先将种子密钥K分割成四个字并作为反馈移位寄存器的初始状态(t₂,t₁,t₀,k₀)加载，其中 t_i，，为二元域上的n维向量，K的最低有效n比特加载到k₀中，最高有效n比特被放入t₀中，即：

K=t₂‖t₁‖t₀‖k₀

为了更新寄存器并生成轮密钥，直接重用轮函数，密钥序列更新操作可以表示为：

其中，第i轮轮常数c_i=i-1，1≤i≤R，S^a(k_i)表示k_i循环左移α位，S^b(k_i)表示k_i循环左移b位，S^c(k_i)表示k_i循环左移c位。

2.根据权利要求1所述的一种轻量级分组密码算法RainSP的实现方法，其特征在于，步骤S2所述密钥扩展算法由模加操作、循环移位操作与异或操作组成，其中，每轮轮常数设为i-1。

3.根据权利要求1所述的一种轻量级分组密码算法RainSP的实现方法，其特征在于，步骤S4所述轮运算由轮密钥加操作、模加操作、循环移位操作与异或操作组成，其中，每轮轮运算均是对2n位加密信息进行处理，每下一轮运算对应的2n位加密信息由上一轮运算的输出信息组成。

4.根据权利要求2所述的一种轻量级分组密码算法RainSP的实现方法，其特征在于，所述轮函数中仅包含循环移位、模加和异或操作，假设第i个轮函数的输入为(L_i,R_i)，使用的子密钥为k_i，其中0≤i≤R-1，则经过轮函数以后的输出为，其中循环移位参数α=7，b=6，c=2。

5.根据权利要求1所述的一种轻量级分组密码算法RainSP的实现方法，其特征在于，还包括解密，解密步骤如下：

S1：获取待解密的2n位密文C，以及获得该密文所采用的4n位种子密钥K和解密轮数R；

S2：按照高位在左，低位在右的顺序将种子密钥K分成4个n位序列填充到密钥扩展算法的寄存器中，利用密钥扩展算法生成R个轮密钥k_i；所述密钥扩展算法由模加操作、循环移位操作和异或操作组成，其中，每轮轮常数设为i-1；

S3：按照高位在左，低位在右的顺序将所述2n位密文C分成n位左半支密文信息和n位右半支密文信息；

S4：利用所述n位左半支密文信息和n位右半支密文信息进行R轮解密迭代轮运算输出明文信息。