[发明专利]更新秘钥信息

说明书

技术领域

本发明涉及一种从发送器向一个或多个接收机提供秘钥信息的方法。本发明还涉及一种用于接收机基于初始秘钥信息来执行密码操作的方法。本发明还涉及相应的设备和计算机程序。

背景技术

高级加密标准（AES）是众所周知的加密算法。AES是具有128位的区块尺寸和128位、192位或256位的秘钥尺寸的区块密码。分别地用AES-128、AES-192和AES-256来表示这三个变体。在2001年联邦信息处理标准出版物197的国家标准与技术协会（NIST）中的“Specification for the Advanced Encryption Standard（AES）”中可以找到AES的完全细节。其他区块密码当然也是众所周知的，诸如数据加密标准（DES）、三元素DES（在NIST特种出版物800—67中称为三元素数据加密算法（TDEA））、Blowfish、Camellia、Serpent等。

AES是迭代区块密码。图1a是图示出迭代区块密码的概念的附图。特别地，定义轮函数H。迭代区块密码涉及执行轮函数H许多次，即作为迭代次数，将每个迭代称为“轮” 在图1a中，存在n轮。AES-128具有10轮，AES-192具有12轮且AES-256具有14轮。每轮具有关联轮秘钥—在图1a中，与第i轮相关联的轮秘钥是RK_i（i = 1，2，…，n）。在AES中（亦即，在AES-128、AES-192和AES-256中），轮秘钥的尺寸是128位。到用于第i轮（i＝1，2，...，n）的轮函数H的输入是与该轮相关联的轮秘钥RK_i和将被操作的数据量X_(i-1)：针对i＝1（即针对第一轮），将被操作的数据X₀是输入明文或初始量的数据（在AES的情况下，针对i＝1，将被操作的数据是输入明文X₀和“初始轮秘钥”RK₀的函数，如稍后详述的）；针对i＞1（即针对后续轮），将被操作的数据X_(i-1)是前面第（i-1）轮的输出。针对i＝1，2，...，n，第i轮的输出是，即基于轮秘钥RK_i对输入数据X_i-1进行操作的轮函数H的结果：第n轮（即最后一轮）的输出X_n是密文；针对i＜n，第i轮的输出X_i形成到下一第（i+1）轮的输入。轮函数正常地对于所有轮而言是相同的。然而，轮函数可对于某些轮而言与其他轮不同是可能的—例如，在AES中，用于最后一轮的轮函数是用于其他前面的轮的轮函数的修改版本（只要其省略某个处理步骤，如稍后详述的）。针对迭代区块密码（例如AES），轮秘钥RK_i通常是使用秘钥调度算法而从密码（初始）秘钥导出的。再次地，其他迭代区块密码当然也是众所周知的，诸如DES、三元组DES、Blowfish、Camellia、Serpent等。

某些迭代区块密码（诸如AES、Serpent、3-Way、SAFER、SHARK和Square）涉及所谓的“代换-置换（SP）网络”（或“代换线性变换网络”）。在SP网络中，轮函数H通常地可以划分成轮秘钥加法层、置换层和置换或线性变换层。在图1b中图示出SP网络的示例性轮函数。到轮函数的输入是数据块X和轮秘钥RK。秘钥加法层将输入数据X与轮秘钥RK组合（例如，作为X与RK模2的逐位加法，即作为XOR，在图1b中用表示）。置换层利用一个或多个置换盒（或S盒），其每个获取秘钥加法层的输出的各自部分并基于由S盒定义的可逆（或一对一）映射而用不同的值来替换该部分。在图1b中，示出了t个S盒S₁，...，S_t—其可彼此相同或者其可彼此不同。置换层然后获取S盒的输出并将来自代换层的此总输出序列改变（例如，作为总输出的位的置换）。然而，可能的是，SP网络的轮函数H按不同顺序来执行秘钥加法层、代换层和置换层。例如，AES轮函数首先应用代换层（在AES中称为“SubBytes”操作）。接下来，对AES代换层的输出应用置换层（包括AES“ShiftRows”操作和AES“MixColumns”操作）。最后，对AES代换层的输出应用秘钥加法层（在AES中称为“AddRoundKey”操作）。