[发明专利]一种多配置模式的SIMON算法加密电路

说明书

本发明公开了一种多配置模式的SIMON算法加密电路，包括数据流控制单元、轮常数切换单元、秘钥扩展单元以及轮函数运算单元，数据流控制单元均与轮常数切换单元、秘钥扩展单元以及轮函数运算单元的输入端连接，数据流控制单元的另外一个输出端用于输出加密完成信号；轮常数切换单元的输出端与秘钥扩展单元的输入端连接；秘钥扩展单元的输出端与轮函数运算单元的输入端连接，每个时钟周期向轮函数运算单元输出一组轮秘钥；轮函数运算单元进行相应配置模式下的轮操作，直至所述数据流控制单元输出加密完成信号，输出密文；本发明的优点在于：结构简单，具有多种配置模式，芯片体积小，有利于其在物联网场景的广泛使用。

技术领域

本发明涉及加密芯片领域，更具体涉及一种多配置模式的SIMON算法加密电路。

背景技术

物联网场景下的信息安全近年来一直是物联网领域研究的热点和难点，传统加密算法及其电路实现在面积、功耗和灵活性方面的缺陷一直是加密算法在物联网领域应用中的阻碍。具备单一加密参数配置的AES加密算法和ECC加密算法虽然加密性能好、安全性能高，但是其实现缺乏灵活性，难以满足广泛的物联网场景信息安全的不同等级要求。由于传统AES和ECC等加密算法加密流程复杂，导致了其电路实现需要的资源较多、面积较大，难以实现可以灵活配置支持多种加密参数配置的多配置模式加密能力以及较低的芯片面积，由于电路整体复杂度高且配置模式单一，不利于广泛的物联网场景的大规模应用。

目前普通商用加密芯片配置模式单一、面积较大，主流产品主要针对传统应用场景下的加密算法进行开发难以满足对加密性能有很高灵活性要求的物联网应用，结构复杂，不利于物联网场景的广泛使用，只能用于对加密性能要求较高且对硬件开销和功耗没有严格要求的器件中。

中国专利申请号CN201810181642.4，公开了一种断电存储型SIMON加密电路，包括两个n位移位寄存器、两个n位串转并电路和n位基于忆阻器的密文产生电路，每位基于忆阻器的密文产生电路包括列混合模块、第一波形调整模块、轮密钥加密模块和第二波形调整模块，列混合模块包括第一二输入与门，第一二输入与门包括第一忆阻器和第二忆阻器，第一波形调整模块包括第一反相器和第二反相器，轮密钥加密模块包括结构相同的三个二输入异或门，每个二输入异或门包括第三反相器、第四反相器、二输入或门、第二二输入与门和和第三二输入与门，二输入或门包括第三忆阻器和第四忆阻器，第二波形调整模块包括第五反相器和第六反相器；该专利申请的优点是断电时可以自动存储数据，不会造成数据丢失。但是其结构复杂，配置模式单一、面积较大，不利于物联网场景的广泛使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术的SIMON算法加密电路结构复杂，配置模式单一、面积较大，不利于物联网场景的广泛使用的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种多配置模式的SIMON算法加密电路，包括数据流控制单元、轮常数切换单元、秘钥扩展单元以及轮函数运算单元，

所述数据流控制单元包括三个输出端，其中两个输出端分别输出模式信号和使能信号并均与轮常数切换单元、秘钥扩展单元以及轮函数运算单元的输入端连接，数据流控制单元的另外一个输出端用于输出加密完成信号；

所述轮常数切换单元的输出端与秘钥扩展单元的输入端连接；

所述秘钥扩展单元的输出端与轮函数运算单元的输入端连接，每个时钟周期向轮函数运算单元输出一组轮秘钥；

所述轮函数运算单元的输入端接收外部输入的时钟信号、复位信号、待加密明文、数据流控制单元输入的模式信号和使能信号以及所述秘钥扩展单元输出的轮秘钥，在时钟信号的上升沿将外部输入的待加密明文分组并锁存，分组的数据依据模式信号产生控制逻辑，进行相应配置模式下的轮操作，直至所述数据流控制单元输出加密完成信号，输出密文。