[发明专利]一种Piccolo加密算法硬件实现方法

摘要

本发明公开了一种Piccolo加密算法硬件实现方法，利用相同的轮运算只实现一次，采用重复调用方式完成；原r-1轮可重复调用直接变成r轮重复调用。同时在r轮循环运算后增加一个RP^-1轮置换函数，运算一次使输出密文正确。本发明使原算法最后第r轮不必重新实现，而是直接复用前面可重复轮函数模块，只需在最后增加一个相对简单的RP^-1，本发明方法使Piccolo密码算法中的模块高度复用，有效节省硬件实现面积，同时提高加密速度。

主权项

1.一种Piccolo加密算法硬件实现方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将64位的待加密数据加载至寄存器；步骤2：将加载至寄存器的64位待加密数据从高位开始按16位一组依次分成4组，记作：P₀、P₁、P₂及P₃；同时将初始密钥key进行Piccolo白化密钥扩展运算，生成16位白化密钥wk_a，其中，0≤a<4，a为整数；设定加密轮数r：当初始密钥长度为80位时，加密轮数r=25；当初始密钥长度为128位时，加密轮数r=31；步骤3：将P₀与wk₀进行异或运算获得P′₀，P₂与wk₁进行异或运算获得P′₂，P′₀、P₁、P′₂及P₃组成轮运算的运算数据，对轮运算的运算数据进行r轮轮运算；轮运算包括以下几个步骤：1）将P′₀和P′₂分别进行F函数变换，将获得的变换结果分别记为P″₀和P″₂，同时将初始密钥key进行Piccolo轮密钥扩展运算，生成两个16位轮密钥rk_2i、rk_2i+1，其中，0≤i<r，第i轮轮运算需要使用两个轮密钥rk_2i、rk_2i+1；2）将P″₀、轮密钥rk_2i及P₁进行异或运算，获得运算结果记为P′₁；将P″₂、轮密钥rk_2i+1及P₃进行异或运算，获得运算结果记为P₃′；3）将P″₀、P′₁、P′₂及P′₃组成64位的运算数据status，对运算数据status进行RP轮置换函数运算，获得RP运算结果status^RP，如果到达r轮，则进入步骤4；否则，将64位运算结果status^RP从高位开始按16位一组依次分成4组，记作：及令P0′=status0RP,P1=status1RP,P2′=status2RP]]>及P3=status3RP,]]>返回步骤1）；步骤4：对status^RP进行RP^-1轮置换函数运算，获得RP^-1轮置换函数运算结果将64位的从高位开始按16位一组依次分成4组，记作：及将与wk₂进行异或运算获得将与wk₃进行异或运算获得利用及组成64位密文，完成加密操作。