[发明专利]一种带仿射掩码的S盒变换方法及装置

权利要求书

1.一种对称加密方法，其特征在于，包括：

接收输入数据；

向所述输入数据加入仿射掩码得到掩码数据；

对所述掩码数据进行线性变换以及非线性变换以得到加密数据，其中所述非线性变换包括：

对输入的带仿射掩码的第一数据进行带仿射掩码的有限域求逆，得到带仿射掩码的第二数据；

对所述第二数据进行线性变换后加上偏移量，以得到经仿射变换的带仿射掩码的第三数据，所述线性变换是对所述第二数据进行有限域运算而实现的；

所述线性变换公式为：

其中a_k为根据S盒的线性变换矩阵计算得到的系数，x₀为线性变换的对象，其维度为n，属于有限域GF(qⁿ)，q为素数且是所述有限域GF(qⁿ)的特征。

2.一种带仿射掩码的S盒变换方法，其特征在于，包括：

对输入的带仿射掩码的第一数据进行带仿射掩码的有限域求逆，得到带仿射掩码的第二数据；

对所述第二数据进行线性变换后加上偏移量，以得到经仿射变换的带仿射掩码的第三数据，其中所述线性变换是对所述第二数据进行有限域运算而实现的；

所述线性变换公式为：

其中a_k为根据S盒的线性变换矩阵计算得到的系数，x₀为线性变换的对象，其维度为n，属于有限域GF(qⁿ)，q为素数且是所述有限域GF(qⁿ)的特征。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述第二数据为x·r+s，其中x为未带仿射掩码的原数据，r为乘法掩码，s为加法掩码；

所述第三数据的计算公式为：

其中s'＝(L(sr^-1))r，θ为所述偏移量。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述第二数据为x·r+s，其中x为未带仿射掩码的原数据，r为乘法掩码，s为加法掩码；

所述第三数据的计算公式为：

其中θ为所述偏移量，是根据以下公式迭代计算得到的：

5.根据权利要求3-4中任一项所述的方法，其特征在于，

所述S盒的线性变换矩阵为M，所述系数a_k是使用拉格朗日插值公式或待定系数法将Mx₀转换为所述线性变换公式之后计算得到的。

6.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于，

所述带仿射掩码的有限域求逆使用复合域求逆方法或者对数求逆方法实现。

7.一种带仿射掩码的S盒变换装置，其特征在于，包括：

有限域求逆模块，用于对输入的带仿射掩码的第一数据进行带仿射掩码的有限域求逆，得到带仿射掩码的第二数据；

仿射变换模块，用于对所述第二数据进行线性变换后加上偏移量，以得到经仿射变换的带仿射掩码的第三数据，其中所述线性变换是对所述第二数据进行有限域运算而实现的；所述线性变换公式为：

其中a_k为根据S盒的线性变换矩阵计算得到的系数，x₀为线性变换的对象，其维度为n，属于有限域GF(qⁿ)，q为素数且是所述有限域GF(qⁿ)的特征。

8.一种带仿射掩码的S盒变换装置，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述处理器连接所述存储器；

所述处理器用于对输入的带仿射掩码的第一数据进行带仿射掩码的有限域求逆，得到带仿射掩码的第二数据；对所述第二数据进行线性变换后加上偏移量，以得到经仿射变换的带仿射掩码的第三数据，其中所述线性变换是对所述第二数据进行有限域运算而实现的；所述线性变换公式为：

其中a_k为根据S盒的线性变换矩阵计算得到的系数，x₀为线性变换的对象，其维度为n，属于有限域GF(qⁿ)，q为素数且是所述有限域GF(qⁿ)的特征。