AES加密解密装置和方法与流程

本申请总体上涉及数据加密和解密，更具体地涉及一种高级加密标准(advancedencryption standard,aes)加密解密装置和方法。

背景技术：

1、aes是密码学中的高级加密标准，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。经过多年的推广与发展，aes高级加密标准由美国国家标准与技术研究院(nist)于2001年11月26日发布于联邦信息处理标准出版物197(federal information processing standardspublication 197)中，并在2002年5月26日成为有效的标准。aes用于替代之前的数据加密标准(data encryption standard，des)，具有密钥复杂、破解难度高等特点。aes是目前对称密钥加密中最流行的算法之一。

2、采用aes进行加解密时需要基于种子密钥(例如128位、256位等的种子密钥)通过密钥扩展算法生成多个加解密时需要的轮密钥。传统的aes加解密装置需要对多个128位或256位等的轮密钥进行存储，以便于在接下来的过程中读取这些轮密钥进行加解密运算。

3、在硬件实现过程中，存储和读取大量的轮密钥对硬件设备有比较高的要求，在实现时可能比实现加解密算法本身占用更多的资源。

技术实现思路

1、鉴于以上所述的问题，本申请提供了一种新的aes加密解密装置和方法，可以在有效地实现aes加密解密过程的同时减少存储和读取轮密钥所占用的资源。

2、根据本申请的一方面，提供了一种aes加密装置，用于对待加密的明文信息进行多轮次加密，该aes加密装置包括密钥扩展模块和加密模块，其中，对于多轮次加密中的第一轮次加密：密钥扩展模块被配置用于将加密种子密钥提供给加密模块，并存储加密种子密钥作为第一轮次的加密轮密钥，并且加密模块被配置用于基于加密种子密钥来对明文信息进行第一轮次加密；对于多轮次加密中的第二轮次加密至最后轮次加密中的每个当前轮次加密：密钥扩展模块被配置用于基于上一轮次的加密轮密钥进行密钥扩展以生成当前轮次的加密轮密钥，将该当前轮次的加密轮密钥提供给加密模块，并存储该当前轮次的加密轮密钥以替换上一轮次的加密轮密钥，并且加密模块被配置用于基于当前轮次的加密轮密钥来对经上一轮次加密后的明文信息进行当前轮次加密。

3、根据本申请的另一方面，提供了一种aes解密装置，用于对经多轮次加密得到的加密信息进行多轮次解密，该aes解密装置包括反向密钥扩展模块和解密模块，其中，对于多轮次解密中的第一轮次解密：反向密钥扩展模块被配置用于将解密种子密钥提供给解密模块，并存储解密种子密钥作为第一轮次的解密轮密钥，并且解密模块被配置用于基于解密种子密钥来对加密信息进行第一轮次解密；对于多轮次解密中的第二轮次解密至最后轮次解密中的每个当前轮次解密：反向密钥扩展模块被配置用于基于上一轮次的解密轮密钥进行反向密钥扩展以生成当前轮次的解密轮密钥，将该当前轮次的解密轮密钥提供给解密模块，并存储该当前轮次的解密轮密钥以替换上一轮次的解密轮密钥，并且解密模块被配置用于基于当前轮次的解密轮密钥来对经上一轮次解密后的加密信息进行当前轮次解密。

4、根据本申请的另一方面，提供了一种aes加密解密装置，包括上述的aes加密装置和上述的aes解密装置，其中，密钥扩展模块与反向密钥扩展模块耦接，并且被配置用于将所生成的最后轮次的加密轮密钥提供给aes解密装置，用作aes解密装置的解密种子密钥。

5、根据本申请的又一方面，提供了一种aes加密方法，用于对待加密的明文信息进行多轮次加密以得到加密信息，该aes加密方法包括：对于多轮次加密中的第一轮次加密：由密钥扩展模块将加密种子密钥提供给加密模块，并存储加密种子密钥作为第一轮次的加密轮密钥，并且由加密模块基于加密种子密钥来对明文信息进行第一轮次加密；以及对于多轮次加密中的第二轮次加密至最后轮次加密中的每个当前轮次加密：由密钥扩展模块基于上一轮次的加密轮密钥进行密钥扩展以生成当前轮次的加密轮密钥，将该当前轮次的加密轮密钥提供给加密模块，并存储该当前轮次的加密轮密钥以替换上一轮次的加密轮密钥，并且由加密模块基于当前轮次的加密轮密钥来对经上一轮次加密后的明文信息进行当前轮次加密。

6、根据本申请的又一方面，提供了一种aes解密方法，用于对经多轮次加密得到的加密信息进行多轮次解密，该aes解密方法包括：对于多轮次解密中的第一轮次解密：由反向密钥扩展模块将解密种子密钥提供给解密模块，并存储解密种子密钥作为第一轮次的解密轮密钥，并且由解密模块基于解密种子密钥来对加密信息进行第一轮次解密；以及对于多轮次解密中的第二轮次解密至最后轮次解密中的每个当前轮次解密：由反向密钥扩展模块基于上一轮次的解密轮密钥进行反向密钥扩展以生成当前轮次的解密轮密钥，将该当前轮次的解密轮密钥提供给解密模块，并存储该当前轮次的解密轮密钥以替换上一轮次的解密轮密钥；并且由解密模块基于当前轮次的解密轮密钥来对经上一轮次解密后的加密信息进行当前轮次解密。

技术特征：

1.一种高级加密标准(aes)加密装置，用于对待加密的明文信息进行多轮次加密，该aes加密装置包括密钥扩展模块和加密模块，其中，

2.根据权利要求1所述的aes加密装置，其中，所述aes加密装置被耦接到对应的aes解密装置，并且所述密钥扩展模块被配置用于将所生成的最后轮次的加密轮密钥提供给所述aes解密装置，用作所述aes解密装置的解密种子密钥。

3.一种高级加密标准(aes)解密装置，用于对经多轮次加密得到的加密信息进行多轮次解密，该aes解密装置包括反向密钥扩展模块和解密模块，其中，

4.根据权利要求3所述的aes解密装置，其中，所述aes解密装置被耦接到对应的aes加密装置，该aes加密装置包括密钥扩展模块和加密模块以生成所述经多轮次加密得到的加密信息，所述反向密钥扩展模块被耦接到所述密钥扩展模块，并接收所述密钥扩展模块所生成的最后轮次的加密轮密钥，用作所述解密种子密钥。

5.一种高级加密标准(aes)加密解密装置，包括根据权利要求1所述的aes加密装置和根据权利要求3所述的aes解密装置，其中，所述密钥扩展模块与所述反向密钥扩展模块耦接，并且被配置用于将所生成的最后轮次的加密轮密钥提供给所述aes解密装置，用作所述aes解密装置的解密种子密钥。

6.一种高级加密标准(aes)加密方法，用于对待加密的明文信息进行多轮次加密以得到加密信息，该aes加密方法包括：

7.根据权利要求6所述的aes加密方法，还包括：由所述密钥扩展模块将所生成的最后轮次的加密轮密钥提供给被配置用于对所述加密信息进行解密的aes解密装置，以用作所述aes解密装置的解密种子密钥。

8.一种高级加密标准(aes)解密方法，用于对经多轮次加密得到的加密信息进行多轮次解密，该aes解密方法包括：

9.根据权利要求8所述的aes解密方法，其中所述解密种子密钥是由被配置用于生成所述加密信息的aes加密装置中的密钥扩展模块生成的最后轮次的加密轮密钥。

技术总结
本申请提供了AES加密解密装置和方法。该AES加密解密装置包括密钥扩展模块，用于基于加密种子密钥进行密钥扩展以按轮次生成当前轮次加密所需的轮密钥；加密模块，用于从密钥扩展模块接收当前轮次的轮密钥并基于该轮密钥进行当前轮次的加密，直至完成所需的多轮次加密以生成加密信息；反向密钥扩展模块，用于基于解密种子密钥进行反向密钥扩展以按轮次生成当前轮次解密所需的轮密钥；以及解密模块，用于从反向密钥扩展模块接收当前轮次的轮密钥并基于该轮密钥进行当前轮次的解密，直至完成所需的多轮次解密以生成明文信息。基于该AES加密解密装置和相应的加密解密流程，可以在有效地实现AES加密解密的同时节省存储轮密钥的存储空间。

技术研发人员：黄嘉强,周如生
受保护的技术使用者：广州昂宝电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15