[发明专利]普通轮变换运算单元、普通轮变换电路及AES加密电路

摘要

本发明适用于加密技术领域，提供了一种普通轮变换运算单元、普通轮变换电路及AES加密电路，本发明提出的用于AES加密的普通轮变换运算单元通过常数矩阵的合并与合成运算，将普通轮变换运算的所有线性变换运算组合成两个合成矩阵，合成矩阵Δ与合成矩阵Λ，从而缩短普通轮变换电路关键路径，同时减少普通轮变换电路实现面积。

主权项

1.一种普通轮变换运算单元，用于AES加密，其特征在于，所述普通轮变换运算单元包括：输入端与数据输入端口连接的合成矩阵乘法运算单元1；输入端与合成矩阵乘法运算单元1输出端连接的复合域乘法逆运算单元；输入端与复合域乘法逆运算单元输出端、密钥输入端口连接的合成矩阵乘法运算单元2；输入端与合成矩阵乘法运算单元2输出端连接的常数加运算单元，常数加运算单元输出端与数据输出端口相连接，其中，合成矩阵乘法运算单元1，从数据输入端口输入四个字节的列向量Dv＝[d0,d1,d2,d3]T，将合成矩阵Δ与列向量Dv进行乘法运算，将乘法运算后的矩阵Lv＝[l0,l1,l2,l3]T输出到复合域乘法逆运算单元，其中，合成矩阵Δ的表达式如下：复合域乘法逆运算单元，将Lv＝[l0,l1,l2,l3]T中的每个字节进行复合域乘法逆运算，并将复合域乘法逆运算后的矩阵Iv＝[i0,i1,i2,i3]T输出到合成矩阵乘法运算单元2；合成矩阵乘法运算单元2，将矩阵Iv＝[i0,i1,i2,i3]T及从密钥输入端口输入的密钥向量Kv＝[k0,k1,k2,k3]T组合成一个列向量pv＝[i0,i1,i3,k0,k1,k2,k3]T，将合成矩阵Λ与列向量pv进行乘法运算，将乘法运算后的矩阵Qv＝[q0,q1,q2,q3]T输出到常数加运算单元，其中，合成矩阵Λ表示如下：常数加运算单元，将矩阵Qv＝[q0,q1,q2,q3]T与常数向量Ωv＝[ω,ω,ω,ω]T相加运算，相加运算后的矩阵Rv＝[r0,r1,r2,r3]T从数据输出端口输出，其中，常数ω为AESS盒中仿射运算所指定的字节常数；合成矩阵乘法运算单元1、复合域乘法逆运算单元、合成矩阵乘法运算单元2、及常数加运算单元的数据输入端及数据输出端的数据位宽均为4个字节，密钥输入端口的数据位宽均为4个字节。