[发明专利]DES轮运算方法和电路

权利要求书

1.一种DES轮运算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

a.采用随机数X，对任一32位的半块数据第Ri-1回次处理得到的数据进行掩蔽，i为小于17的自然数；

b.对掩蔽后的数据进行扩展运算E，同时对所述随机数X也进行扩展运算E，得到E(X)；

c.将所述对掩蔽后的数据进行扩展运算E得到的数据、E(X)和轮密钥同时进行异或，得到进入S盒阵列的值；

d.对所述进入S盒阵列的值，进行S盒运算，所述S盒阵列，由8个分别从N种不同电路结构的S盒中随机选择的S盒构成，N为不小于3的自然数；

e.将经过所述S盒运算后输出的数据，与所述随机数X进行异或；

f.对所述S盒运算后输出的数据与所述随机数X进行异或后得到的数据，进行置换运算P，同时对所述随机数X也进行置换运算P，得到P(X)；

g.将对所述S盒运算后输出的数据与所述随机数X进行异或后得到的数据进行置换运算P后获得的数据、P(X)和另一32位的半块数据第Li-1回次处理得到的数据，同时进行异或，得到进入第Ri回次处理的值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤a包括：

a1.对任一32位的半块数据第Ri-1回次处理得到的数据，即数据通路上的操作数A，经过线性运算，得到结果为R，R＝OP(A)，其中OP表示加解密过程的中间操作；

a2.采用所述随机数X通过异或来运算，产生新的操作数B，B＝A⊕X，其中⊕表示异或操作；

a3.用所述新的操作数B代替A进行加解密运算，得到结果为T，T＝OP(B)＝OP(A⊕X)；

a4.所述随机数X进行同样的操作，得到结果为S，S＝OP(X)。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的步骤b包括：

b1.通过扩展运算E，将所述掩蔽后的数据由32位扩展为48位，并输出包括8个6位的块，每块包含4位对应的输入位，以及2个邻接的块中紧邻的位。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述轮密钥为利用密钥调度从主密钥生成的16个48位的子密钥之一，所述每个子密钥用于1个回次处理。

5.如权利要求1或2所述的方法所述的方法，其特征在于，所述的不同电路结构的S盒，包括SOP、PPRM和DSE结构的S盒。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述所述S盒阵列，由8个分别通过随机选通器从N种不同电路结构的S盒中随机选择的S盒构成。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的步骤d包括：

d1.所述每一个S盒，使用以查找表方式提供的非线性变换，将所述进入S盒阵列的值中每个块的6个输入位转换成4个输出位。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的步骤d包括：

d2.所述每一个S盒，将所述进入S盒阵列的值中每个块的6个输入位转换成4个输出位后的得到的数据，通过多路选择器输出。

9.一种DES轮运算电路，其特征在于，该轮运算电路包括掩蔽模块、扩展运算模块、第一异或运算模块、S盒阵列、第二异或运算模块、置换运算模块、第三异或运算模块，其中：

所述掩蔽模块用于采用随机数X，对任一32位的半块数据第Ri-1回次处理得到的数据进行掩蔽；

所述扩展运算模块用于对掩蔽后的数据进行扩展运算E，同时对所述随机数X也进行扩展运算E，得到E(X)；

所述第一异或运算模块用于将所述对掩蔽后的数据进行扩展运算E得到的数据、E(X)和轮密钥同时进行异或，得到进入S盒阵列的值；

所述S盒阵列用于对所述进入S盒阵列的值，进行S盒运算，所述S盒阵列，由8个分别从N种不同电路结构的S盒中随机选择的S盒构成，N为不小于3的自然数；

所述第二异或运算模块用于将经过所述S盒运算后输出的数据，与所述随机数X进行异或；

所述置换运算模块用于对所述S盒运算后输出的数据与所述随机数X进行异或后得到的数据，进行置换运算P，同时对所述随机数X也进行置换运算P，得到P(X)；

所述第三异或运算模块用于将对所述S盒运算后输出的数据与所述随机数X进行异或后得到的数据进行置换运算P后获得的数据、P(X)和另一32位的半块数据第Li-1回次处理得到的数据，同时进行异或，得到进入第Ri回次处理的值。

10.如权利要求9所述的电路，其特征在于，所述的不同电路结构的S盒，包括SOP、PPRM和DSE结构的S盒。