[发明专利]基于CTR模式和分组密码VH的轻量级流密码技术VHC

摘要

本发明提供了一种基于CTR模式和分组密码VH的轻量级流密码技术VHC，应用于保密通信领域。VH先产生由256个字节随机排列组成的加密变换表S[256]，用于密钥扩展和迭代加密。加密时，VH先对8*8bit分组数据的每行进行伪随机变换，实现混乱；再对数据的每个斜对角线进行伪随机变换，同时实现扩散和混乱。对长度为len比特的明文P，VHC采用CTR模式并行产生n＝「(len-1)/64」+1组密钥流KS_i：KS_i＝VH_K(ctr+i)；其中「」表示向下取整，0≤i≤n-1，VH_K(ctr)表示分组密码VH采用密钥K对计数器ctr进行加密。则VHC的加密方式为：密文C＝PMSB_len(KS)；MSB_len(KS)表示截取全部密钥流KS的前len比特。VHC的解密方式为：明文P＝CMSB_len(KS)。本发明设计了一个面向低成本8位嵌入式移动终端的安全高效轻量级流密码，用于数据加解密。

主权项

一种基于CTR模式和分组密码VH的轻量级流密码VHC，其总体特征是加解密过程有4个参数：明文P，密钥K，初值ctr，密文C；ctr长度为64bit，用计数器实现，功能是抗重放攻击；对于长度为len比特的明文P，VHC基于分组密码VH，采用CTR模式并行产生n＝「(len‑1)/64」+1组密钥流KS_i，其中「」表示向下取整运算，0≤i≤n‑1，每组密钥流的长度为64bit，即For i＝0 to n‑1 {KS_i＝VH_K(ctr+i)；}其中，VH_K(ctr)表示分组密码VH采用密钥K对ctr进行加密；则VHC的加密方式为：密文其中为异或运算，MSB_len(KS)表示截取全部密钥流KS的前len比特；VHC的解密方式为：明文