[发明专利]DES加密电路和方法及其硬件电路实现方法

权利要求书

1.DES加密方法，其特征在于，实现本方法的DES加密电路包括：

用于实现整个DES加密电路的状态控制、状态译码、模式选择并控制密钥模块、运算模块的主控制模块；

用于接收来自外部电路的初始密钥，产生加密或者解密时所需要的子密钥并将子密钥向运算模块传输的密钥模块；

用于接收来自外部电路的明文或者密文数据，利用密钥模块产生的子密钥对数据进行初始置换、循环迭代、逆初始循环，产生最终的密文或者明文的运算模块；

其中，所述密钥模块、运算模块、主控制模块两两信号连接；

本DES加密方法包括下述步骤：

a、主控制模块设置DES加密电路的工作模式，DES加密电路有四种工作模式，分别是3DES加密工作模式、3DES解密工作模式、DES加密工作模式、DES解密工作模式；

b、输入初始信号，要求DES加密电路的密钥模块开始接收密钥，DES加密电路开始工作，主控制模块激活；

c、输入初始脉冲信号后，每个周期密钥模块接收8位的初始密钥数据，连续输入8次，共64位，表示初始密钥K1；如果DES加密电路处于DES加密模式或DES解密模式，则只输入64位密钥；若DES加密电路处于3DES加密工作模式或3DES解密工作模式，则连续24次输入8位的初始密钥数据，即K2和K3，密钥模块根据输入的初始密钥数据产生子密钥；

d、从初始信号脉冲出现后的第三个工作周期开始，连续8次输入8位的明文数据或密文数据到运算模块，运算模块接收明文数据或密文数据，最后得到共64位的明文数据或密文数据；

e、运算模块接收来自密钥模块的子密钥，对明文数据进行DES运算或对密文数据进行DES解密运算；

f、若干个工作周期运算完毕后，运算模块在8个周期内的每个周期输出8位数据即共输出64位加密或的密文数据或解密运算后的明文数据。

2.一种利用权利要求1所述DES加密方法的硬件电路实现方法，其特征在于，包括下述步骤：

h、用移位寄存器实现初始置换和逆初始置换，接收与初始置换逻辑单元在接收明文数据或密文数据的同时进行初始置换，逆初始置换与发送逻辑单元在逆初始置换的同时发送加密后的密文数据或解密后的明文数据；

i、采用两次循环结构展开与二级流水线相结合的循环结构；

j、在循环结构中的扩展/置换和P置换采用连线的方式设计；

k、S盒设计为ROM的形式。

3.根据权利要求2所述DES加密方法的硬件电路实现方法，其特征在于：步骤i所述采用两次循环结构展开与二级流水线相结合的循环结构具体为：使DES加解密经过输入初始脉冲信号到连续输入8次8位的密钥数据共9个周期，使3DES加解密经过输入初始脉冲信号到连续输入24次8位的密钥数据共25个周期。

4.根据权利要求3所述DES加密方法的硬件电路实现方法，其特征在于：步骤k所述S盒中的每一个盒子的6位输入数据为寻址地址，最高位和最低位数据构成S盒子的行地址，中间4个数据构成列地址，按照行列地址寻址的数值为S盒子的输出结果，共8个ROM用于存放S盒子的数值。