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专利号: 2021114120259
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于随机掩码感染机制的AES加密电路,其特征在于,包括两条并行的AES加密电路单元、随机掩码感染机制单元和密钥扩展单元;所述AES加密电路单元为全展开结构,包括Nr个轮变换单元;随机掩码感染机制单元的掩码操作发生在AES第1个轮变换单元之前,即首先对AES加密电路的输入明文进行掩码;去掩码发生在AES第Nr‑1个轮变换单元之后即对第Nr‑1个轮变换单元的输出进行去掩码;随机感染发生在AES第Nr‑1个轮变换单元之后和第Nr个轮变换单元之前即对去除掩码后的数据进行随机感染操作;随机掩码感染机制单元将两路AES加密电路第Nr‑1个轮变换单元的输出数据M进行去掩码,分别得到两路中间数据S1和S2;之后将S1和S2进行异或操作,再通过扩散函数D()将得到的中间数据进行扩散操作得到中间数据E;随后将中间数据E分别通过异或运算感染回原加密路径;密钥扩展单元,实现常规的AES密钥扩散算法,其输出为每轮轮变换加密过程所需的轮密钥。

2.如权利要求1所述的基于随机掩码感染机制的AES加密电路,其特征在于,所述随机掩码感染机制单元包括随机数产生器单元、存储器单元和感染机制单元;所述随机数产生器单元产生随机数A1和A2分别用来对两条并行的加密路径进行布尔掩码操作;存储器单元存储用于去除掩码的数据,通过A1和A2进行选址分别输出与A1和A2对应的用于去掩码的随机数A1′和A2′;感染机制单元实现故障数据的扩散,并将扩散后的故障数据感染回原加密路径。

3.如权利要求2所述的基于随机掩码感染机制的AES加密电路,其特征在于,所述感染机制单元的输入为去除掩码之后的两路中间数据S1和S2;首先将输入的两路数据S1和S2进行异或处理,然后通过扩散函数D()对结果数据进行扩散;当出现故障数据时,扩散到其所在的行和列;最后将所得的数据感染回原加密路径。

4.如权利要求3所述的基于随机掩码感染机制的AES加密电路,其特征在于,所述当出现故障数据时即存在非零数据,则原电路中存在故障。

5.如权利要求1所述的基于随机掩码感染机制的AES加密电路,其特征在于,所述AES加密电路单元的前Nr‑1轮轮变换单元结构相同,均由依次连接的字节替换单元、行移位单元、列混合单元以及密钥加单元构成;第Nr轮轮变换单元包括依次连接的字节替换单元、行移位单元和密钥加单元;第Nr轮轮变换单元的输入为随机掩码感染机制单元的输出E与第Nr‑1轮轮变换单元的输出值M之间的异或值,以及第Nr‑1轮轮密钥;第Nr轮轮变换单元的输出结果即为所述AES加密电路单元的输出密文。