[发明专利]对称密钥随机分组密码

权利要求书

1.对称密钥随机分组密码所实现的加密变换方法，其特征是：

A、不同的密钥有|K|个，分别一一对应着|K|种不同的可逆加密变换，其中K表示密钥空间，|K|表示密钥空间的大小；

B、任给一密钥K，通过条件选择逻辑仅仅根据密钥K选择一个唯一的可逆加密变换T_i：若K＝i，则选择T_i，i＝0,1,...|K|－1；K不直接参与密文的计算，K及其相关信息不出现在T_i中；其中K∈K，K表示密钥，K表示密钥空间；

C、可逆加密变换T_i实现把明文空间中的任意一个明文变换成密文空间中的唯一一个密文，其逆变换T^-1_i则实现把密文空间中的任意一个密文变换成明文空间中的唯一一个明文；

通过条件选择逻辑根据密钥值选择加密变换，经过n轮的随机分组密码组件变换、位两两交换和分组循环移位实现对明文的加密；

该方法的工作步骤如下；

步骤1、输入2m-8比特的明文，存入x₀,x₁,...x_2m-10,x_2m-9，m为一个正整数，x_i是明文分组的第i位二进制变量，i＝0,1,...2m-9；

步骤2、在明文的最后添加一个字节随机数据信息，明文分组打包成2m比特分组；

步骤3、数据变换，2m比特打包后的分组按字节进行变换；

步骤4、n轮加密变换

打包后的分组其加密共有n轮，n轮加密中每轮加密变换步骤如下所示；

步骤4.1、随机分组密码组件变换

随机分组密码组件变换将待处理数据送入随机分组密码组件的输入端进行加密变换；

步骤4.2、位两两交换

把F_2m-1F_2m-2...F₁F₀分成m个二元组：(F_2m-1,F_2m-2)_m-1,...(F₃,F₂)₁,(F₁,F₀)₀,然后把所有分组中的两位分别与不同分组中的位进行交换；

步骤4.3、分组循环左移c_i位

F_2m-1F_2m-2...F₁F₀循环左移c_i位，其中0≤c_i<2m-1；

重复4.1、4.2、4.3步骤n次，即完成数据的n轮加密变换；第n轮加密变换的输出F_2m-1F_2m-2...F₁F₀作为密文输出之；

步骤5、结束；

随机分组密码组件由m个随机子分组组成，随机子分组由2个输入逻辑变量x₁和x₀,2个输出逻辑变量F和G，4个控制逻辑变量k₃、k₂、k₁、k₀和内部控制逻辑组成；随机子分组内部控制逻辑实现了16组由F_i和G_i组成的函数表达式，其分别对应着16种不同的加密变换，并可根据k₃、k₂、k₁、k₀的不同取值选择其中一组函数式；这16组函数式如下所示：

0、G₀＝x₀ 1、F₁＝x₁⊙x₀,G₁＝x₀

2、G₂＝x₁ 3、

4、F₄＝x₁⊙x₀,5、F₅＝x₁⊙x₀,G₅＝x₁

6、7、F₇＝x₁⊙x₀,

8、F₈＝x₁,9、F₉＝x₁,G₉＝x₁⊙x₀

10、F₁₀＝x₀,11、F₁₁＝x₀,G₁₁＝x₁⊙x₀

12、G₁₂＝x₁⊙x₀ 13、

14、15、G₁₅＝x₁⊙x₀；

其中，是逻辑变量异或二元运算符，其计算规则为：⊙是逻辑变量同或二元运算符，其计算规则为：0⊙0＝1，0⊙1＝0，1⊙0＝0，1⊙1＝1；-是逻辑变量求补一元运算符，其计算规则为：