一种应用于可编程器件的加密、解密方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种应用于可编程器件的加密、解密方法及 装置。
【背景技术】
[0002] 密码学研究的是如何隐秘所要传递的信息，从而不被不该知道的一方知道信息的 真实内容。如今随着科技进步，密码学不再是仅用于对信息加密，已经扩展到数字签名、身 份认证、安全多方计算等诸多领域。而在集成电路中，对于关键信息的加密算法也成为芯片 安全体系中至关重要的一环。
[0003] 典型的密码算法体制依照使用的密钥个数不同可分为对称密钥和非对称密钥码。 在对称加密体制中，对信息进行加密与解密时，均共用一个密钥完成处理。这种单密钥的保 密方式需要通信双方均持有密钥，并且相互信任对方不会外泄密钥信息。针对明文的处理 方式不同对称密钥可分为分组密钥和流密钥，图la和图lb分别展示了分组密钥和流密钥的 加解密流程。分组密钥的典型例子是美国数据加密标准DES;而流密码的典型则是Trivium， Grain-vl和MICKEY-v2。
[0004] 非对称密钥的典型是为了弥补对称的典型通信双方共用一组密钥的机制缺陷，造 成密钥安全性不足而产生的一种新型加密技术。与对称的典型加解密共用一个密钥不同， 非对称的典型采用加密和解密双密钥的方式，避免了通信双方共享密钥的不稳定因素。加 密密钥可以向公众公开，任意使用，称之为公钥。而解密密钥只有解密方掌握，称为私钥，也 只有掌握私钥的人才能解密该公钥所加密出的信息，其加解密过程如图lc所示。最为著名 的是RSA算法。
[0005] 比较对称与非对称密钥的体制区别后可以看出，对称密钥的加密和解密使用同一 个密钥，通信双方均持有密钥信息，攻击者在获得加密或解密方式后有机会通过数学分析 破解算法从而获取密钥。而非对称密钥体制一方面算法结构足够复杂，攻击难度大；另一方 面双密钥方式中仅有解密方持有唯一的密钥，不共享。因此非对称密钥的安全性非常高。但 是对称密钥算法加密、解密过程简单、速度快、密钥长度短，适合应用在RFID、汽车钥匙等场 合。非对称密钥虽然安全性很高，但加密和解密的速度较慢且密钥长度较长，主要用于数字 签名、数字证书等领域。两者各有可取之处，依照场合不同，选择的密码算法也不同。密钥设 计人员在设计密钥时，一方面希望所设计的密钥足够复杂，能抵抗现有的密钥分析方法，另 一方面又需考虑密钥在软件、硬件上便于实现且加密速度快。
[0006 ]在现在广泛使用的加密算法中，其最核心的地方在于陈列行列轮换的次数(如AES 算法、DES算法、3_DES算法等）或者使用不同的密钥对明文加密，对密文解密。前一种方式 (如AES)，加密解密过程已被人们所了解，通过数学分析可以轻易获取密钥从而得到被加密 传输的关键信息；而后一种方式(RSA)会随着被加密信息的增加而使得加密解密的时间增 大。而随着近年来，科学技术的大力发展，计算机并行计算能力的飞速提高，公钥密钥(RSA) 的加密系统也会变得不安全。因此，对称密钥和非对称密钥码机制都不够完善，有待提出一 种全新的加密机制。
【发明内容】
[0007] 本发明提供一种应用于可编程器件的加密、解密方法及装置，解决现有加密机制 不够完善的问题。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
[0009] -种应用于可编程器件的加密方法，包括：
[0010] 根据预设的字符单元与碱基单元的对应关系，以及碱基单元与多进制数据单元的 对应关系，将包括预设的字符单元的待加密数据编码成多进制序列密文，所述多进制序列 密文包括至少一个多进制数据单元，所述字符单元包括至少一个字符，所述碱基单元包括 至少一个DNA碱基；
[0011]保存或输出所述多进制序列密文。
[0012] 在一些实施例中，根据预设的字符单元与碱基单元的对应关系，以及碱基单元与 多进制数据单元的对应关系，将包括预设的字符单元的待加密数据编码成多进制序列密 文，具体为：
[0013] 根据预设的字符单元与碱基单元的对应关系，将所述待加密数据编码成DNA单链 密文;根据碱基单元与多进制数据单元的对应关系，将所述DNA单链密文编码成多进制序列 密文；
[0014] 或者，根据预设的字符单元与碱基单元的对应关系，以及碱基单元与多进制数据 单元的对应关系，逐个将所述待加密数据中的字符单元编码成多进制数据单元;并由各多 进制数据单元组成所述多进制序列密文。
[0015] 在一些实施例中，根据碱基单元与多进制数据单元的对应关系，将所述DNA单链密 文编码成多进制序列密文之前，还包括：
[0016] 根据碱基配对原则，将所述DNA单链密文转换成与其互补的另一 DNA单链密文，将 所述DNA单链密文替换成所述另一 DNA单链密文进入后续步骤。
[0017] 在一些实施例中，根据预设的字符单元与碱基单元的对应关系，以及碱基单元与 多进制数据单元的对应关系，逐个将所述待加密数据中的字符单元编码成多进制数据单 元，包括：
[0018] 根据预设的字符单元与碱基单元的对应关系，以及碱基单元与多进制数据单元的 对应关系，逐个将所述待加密数据中的字符单元编码成与字符单元对应的碱基单元所对应 的多进制数据单元，或者逐个将所述待加密数据中的字符单元编码成与字符单元对应的碱 基单元互补的另一碱基单元对应的多进制数据单元。
[0019] 在一些实施例中，所述预设的字符单元与碱基单元的对应关系中，若预设的字符 单兀有X个，与各预设的字符单兀对应的碱基单兀为：从DNA碱基群中任取出Z个DNA碱基按 照不同的顺序排序得到，所述DNA碱基群由Y种DNA碱基且每种Z个组成，Z 2 1，4 2 Y 2 1，1 < X <YZ。
[0020] 在一些实施例中，所述预设的字符单元与碱基单元的对应关系中，若预设的字符 单元分别为26个字母中的各个字母、0至9中的各个数字、空格、逗号、句号、则与各预设的 字符单元对应的碱基单元为:从DNA碱基群中任取出3个DNA碱基按照不同的顺序排序得到， 所述DNA碱基群由4种DNA碱基且每种3个组成。
[0021]在一些实施例中，所述碱基单元与多进制数据单元的对应关系中，与各碱基单元 中的各碱基对应的多进制数据单元包括两个比特位。
[0022] 一种解密方法，包括：
[0023] 获取待解密的多进制序列密文，所述多进制序列密文包括至少一个多进制数据单 元；
[0024] 根据预设的字符单元与碱基单元的对应关系，以及碱基单元与多进制数据单元的 对应关系，将所述多进制序列密文解码成包括预设的字符单元的明文数据，所述字符单元 包括至少一个字符，所述碱基单元包括至少一个DNA碱基。
[0025] 在一些实施例中，根据预设的字符单元与碱基单元的对应关系，以及碱基单元与 多进制数据单元的对应关系，将所述多进制序列密文解码成包括预设的字符单元的明文数 据，具体为：
[0026] 根据所述碱基单元与多进制数据单元的对应关系，将所述多进制序列密文解码成 DNA单链密文;根据预设的字符单元与碱基单元的对应关系，将所述DNA单链密文解码成所 述明文数据；
[0027] 或者，根据预设的字符单元与碱基单元的对应关系，以及碱基单元与多进制数据 单元的对应关系，逐个将所述多进制序列密文中的多进制数据单元解码成字符单元;并由 各字符单元组成所述明文数据。
[0028] 在一些实施例中，根据预设的字符单元与碱基单元的对应关系，将所述DNA单链密 文解码成所述明文数据之前，还包括：
[0029]根据碱基配对原则，将所述DNA单链密文转换成与其互补的另一 DNA单链密文，将 所述DNA单链密文替换成所述另一 DNA单链密文进入后续步骤。
[0030]在一些实施例中，根据预设的字符单元与碱基单元的对应关系，以及碱基单元与 多进制数据单元的对应关系，逐个将所述多进制序列密文中的多进制数据单元解码成字符 单元，包括：
[0031 ]根据预设的字符单元与碱基单元的对应关系，以及碱基单元与多进制数据单元的 对应关系，逐个将所述多进制序列密文中的多进制数据单元解码成与多进制数据单元对应 的碱基单元所对应的字符单元，或者逐个将所述多进制序列密文中的多进制数据单元解码 成与多进制数据单元对应的碱基单元互补的另一碱基单元所对应的字符单元。
[0032] 在一些实施例中，所述预设的字符单元与碱基单元的对应关系中，若预设的字符 单兀有X个，贝U与各预设的字符单兀对应的碱基单兀为:从DNA碱基群中任取出Z个DNA碱基 按照不同的顺序排序得到，所述DNA碱基群由Y种DNA碱基且每种Z个组成，Z 2 1，4 2 Y 2 1，1 <X< Yz〇
[0033] 在一些实施例中，所述碱基单元与多进制数据单元的对应关系中，与各碱基单元 中的各碱基对应的多进制数据单元包括两个比特位。
[0034] -种应用于可编程器件的加密装置，包括：
[0035] 加密处理模块，用于根据预设的字符单元与碱基单元的对应关系，以及碱基单元 与多进制数据单元的对应关系，将包括预设的字符单元的待加密数据编码成多进制序列密 文，所述多进制序列密文包括至少一个多进制数据单元，所述字符单元包括至少一个字符， 所述碱基单元包括至少一个DNA碱基；
[0036] 以及第一保存模块，用于保存所述多进制序列密文;或输出模块，用于输出所述多 进制序列密文。
[0037] 在一些实施例中，加密处理模块包括第一加密子模块和/或第二加密子模