[发明专利]采用混合RIJNDAEL S－BOX的有效高级加密标准数据路径

说明书

技术领域

本公开涉及一种密码算法，具体来说涉及一种高级加密标准(AES)算法。

背景技术

密码学是一种依赖于算法和密钥来保护信息的工具。该算法是一种复杂的数学算法，密钥是位串。存在两种基本类型的密码系统：秘密密钥系统以及公开密钥系统。秘密密钥系统也被称为对称系统，其具有由两个或两个以上使用方共享的单个密钥(“秘密密钥”)。单个密钥用于将信息加密和解密。

由美国国家标准和技术协会(NIST)作为联邦信息处理标准(FIPS)197公布的高级加密标准(AES)是一种秘密密钥系统。AES是一种能够将信息加密和解码的对称块密码。

加密(cipher)利用秘密密钥(加密密钥)执行一连串的变换，从而将称为“明文”的可理解的数据变换为称为“密文”的不可理解形式。加密中的变换包括(1)使用异或(XOR)运算将循环(round)密钥(从加密密钥导出的值)与状态(二维的字节阵列)相加；(2)使用非线性的字节代换表(S-Box)处理该状态；(3)按不同的偏移量将该状态的后三行循环移位；以及(4)获取状态的所有列，并(彼此独立地)混合它们的数据以生成新的列。

解密(逆加密)利用加密密钥执行一连串的变换，从而将“密文”块变换为具有相同大小的“明文”块。逆加密中的变换是加密中的变换的逆运算。

Rijindael算法在AES标准中规定，用于处理128位的数据块，使用具有长度为128、192以及256位的加密密钥。这些不同的密钥长度一般称为AES-128、AES-192以及AES-256。

AES算法通过10、12或14个连续的循环将明文变换为密文或者将密文变换为明文，循环次数具体取决于密钥的长度。

发明内容

本发明涉及一种装置，包括：

存储器，用于存储对第一操作数与第二操作数的所有可能值执行的乘法运算的预先计算的结果；以及

具有多个输入和单个输出的复用器，所述多个输入的每一个输入从所述存储器接收所述预先计算的结果之一，具有所述第二操作数的可能值之一的选择符为所述单个输出选择所述预先计算的结果之一。

所述选择符是所述第二操作数的逆(inverse)，并且所述预先计算的结果之一将乘法运算和逆运算(inverse operation)组合。

本发明涉及一种方法，包括：

在存储器中存储对第一操作数与第二操作数的所有可能值执行的乘法运算的预先计算的结果；以及

基于至复用器的具有所述第二操作数的可能值之一的选择符，选择在所述复用器的输出处提供的所述预先计算的结果之一。

本发明涉及一种系统，包括：

动态随机存取存储器，用于存储数据和指令；以及

耦合到所述存储器的处理器，用于执行所述指令，所述处理器包括：

存储器，用于存储对第一操作数与第二操作数的所有可能值执行的乘法运算的结果；以及

具有多个输入和单个输出的复用器，所述多个输入的每一个输入从所述存储器接收所述结果之一，具有所述第二操作数的可能值之一的选择符为所述单个输出选择所述结果之一。

附图说明

随着以下详细的描述过程并参照附图，要求权利的主题的实施例的特征变得更清楚，在附图中相同的数字表示相同的部分，其中：

图1是一种系统的框图，该系统包括用于在通用处理器中执行AES加密或解密循环操作的aes数据路径；

图2是图1所示的处理器的实施例的框图；

图3是图1所示的处理器的局部的框图，该处理器包括图2所示用于执行AES解密的执行单元的实施例；

图4是图3所示的AES数据路径的实施例的框图，该AES数据路径包括解密数据路径；以及

图5是示出在128位数据路径中执行一个字节(8位)GF(28)逆运算的实施例框图；

图6示出图5所示的任何一种组合型逆乘法运算的实施例；

图7是示出图5所示的逆映射中用于计算常量多项式乘法的乘法器的框图；

图8示出当输入具有不对称的到达时间时用于通用乘法的乘法器的实施例。

尽管下文具体实施方式是参考要求权利的主题的示例实施例进行的，但是各种替换、修改和变型对于本领域技术人员是显而易见的。因此，应广义地看待要求权利的主题，并仅由所附权利要求中提出的所定义。

具体实施方式