[发明专利]一种轻量级分组密码GFCS实现方法、装置及可读存储介质

权利要求书

1.一种轻量级分组密码GFCS实现方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：将长度为L明文或密文作为待加密或待解密数据，并将其划分为4个数据块；以及获取长度为L的初始密钥，并将初始密钥划分为4个子块，L为被4整除的正整数；

S2：将所述初始密钥的4个子块进行至少N轮密钥扩展轮运算得到4个子块的轮密钥；

S3：若为加密运算，利用轮密钥、待加密数据以及轮运算函数先进行N-1轮异或运算和移位运算，再进行一轮异或运算得到密文；

若为解密运算，利用轮密钥、待解密数据以及轮运算函数先进行一次异或运算，再进行N-1轮异或运算和移位运算得到明文；

其中，加密运算的前N-1轮异或运算和移位运算中，针对第r轮的每个数据块，按照移位顺序，将标记位i的加密数据标记位i的轮密钥以及下一个标记位的加密数据或下下一个标记位的加密数据输入标记位i的F函数F_i的输出结果或进行异或运算作为按移位顺序的下一个标记位在下一轮的加密数据其中，若下一个标记位的加密数据是下一个标记位在下一轮的加密数据，则选择下下个标记位的加密数据输入至标记位i的F函数中，其中，三个F函数与轮密钥对应的轮运算函数f_i(i＝0,1,2,3)中任意三个为同一函数，存在一个F函数满足：F(x)＝x；

解密过程与加密过程相对应，解密过程中移位顺序与加密过程恰好相反，F函数一一对应，轮密钥的使用是从第N轮密钥扩展到第一轮密钥扩展得到的轮密钥依次参与解密的N轮运算中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：若为加密运算，待加密数据的4个数据块在前N-1轮异或运算和移位运算对应的计算公式如下：

其中，下标a、b、c、d是加密过程按照移位运算中移位顺序依次设置的数据块识别标记，X表示加密数据，上标r表示轮数，表示第r+1轮密钥扩展轮运算中得到的识别标记a对应的轮密钥；F_a、F_b、F_c、F_d均为设置的F函数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：若为加密运算，待加密数据的4个数据块在第N轮异或运算的公式如下：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：若为解密运算，针对密文进行第一次异或运算的公式如下：

式中，下标d、c、b、a是解密过程按照移位运算中移位顺序依次设置的数据块识别标记，Y表示解密数据，表示密文C中数据块识别标记d对应在第一次异或运算的解密结果，上标N表示轮数，表示第N轮密钥扩展轮运算中得到的识别标记a对应的轮密钥；F_a、F_b、F_c、F_d均为设置的F函数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：针对密文C进行N-1轮异或运算和移位运算得到明文的过程中，每一轮异或运算和移位运算公式如下：