(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210968570.4 (22)申请日 2022.08.12 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115037485 A (43)申请公布日 2022.09.09 (73)专利权人 北京智芯微电子科技有限公司 地址 100192 北京市海淀区西小口路6 6号 中关村东升科技园A区3号楼 专利权人 国家电网有限公司 　 北京智芯 半导体科技有限公司 (72)发明人 贾硕　朱云良　袁艳芳　张磊　 张瑞峰　陈龙　史胜玉　李媛　 杨其　李小飞　刘冬梅　刘凌云　 聂琪鹤　李延　白鹏飞　庞振江　(74)专利代理 机构 北京润平知识产权代理有限 公司 11283 专利代理师 陈潇潇 (51)Int.Cl. H04L 9/32(2006.01) H04L 9/06(2006.01) (56)对比文件 CN 112613080 A,2021.04.0 6 CN 112398639 A,2021.02.23 CN 105426349 A,2016.0 3.23 US 20152 22421 A1,2015.08.0 6 刘伟等.基于轻量级分组密码算法的SoC安 全存储器设计. 《电子科技》 .202 2,第36卷(第9 期), 审查员 安晓兰 (54)发明名称 轻量级认证加密算法的实现方法、 装置及设 备 (57)摘要 本发明涉及信息安全 领域， 其实施方式提供 了一种轻量级认 证加密算法的实现方法、 装置及 设备。 其中， 一种轻量级认证加密算法的实现方 法， 所述轻量级认证加密算法包括S盒置换层和 线性置换层， 所述方法包括： 获取所述S盒置 换层 中的S盒查找表和/或线性置 换层中的异或运算； 将获取的S盒查找表和/或异或运算转化为析取 范式的形式； 通过将所述析取范式中的逻辑运算 映射为对应的逻辑器件， 得到对应的逻辑电路。 本发明提供的实施方式能够提升轻量级认证加 密算法的执行效率， 并易于专用集成电路的实 现。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 115037485 B 2022.11.08 CN 115037485 B 1.一种轻量级认证加密算法的实现方法， 所述轻量级认证加密算法包括S盒置换层和 线性置换层， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取所述S盒置换层中的S盒查找 表和/或线性置换层中的异或运 算； 将获取的S盒查找 表和/或异或运 算转化为析取范式的形式； 其中， 将获取的S盒查找表转化为析取范式的形式， 包括： 构建S盒查找表的输入值与输 出值之间的表达式， 所述表达式包括布尔运算符、 所述输入值和所述输出值； 对 所述表达式 中的相同项 进行优化， 得到不存在相同项的表达式， 作为析 取范式； 将获取的异或运算转化为析取范式的形式， 包括： 获取采用循环移位和异或运算所表 达的线性置换层的输入值与输出值之 间的表达式； 将所述表达式中的异或运算转化为析取 范式的形式； 通过将所述析 取范式中的逻辑 运算映射为对应的逻辑器件， 得到对应的逻辑电路。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述轻量级认证加密算法采用多个寄存器 存储状态； 所述多个寄存器在每 个周期内进行两轮更新。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述S盒置换层和线性置换层存在于所述 轻量级认证加密算法的以下阶段： 初始 化阶段、 相关数据处理阶段、 明文处理阶段和生 成认 证数据阶段； 所述初始化阶段包括采用密钥和随机数对寄存器中的状态数据进行初始化； 所述相关数据处 理阶段包括采用关联 数据对所述状态数据进行 更新； 所述明文处 理阶段包括将待加密明文注入更新后的状态数据中以得到对应密文； 所述生成认证数据阶段包括 生成认证标签进行身份认证。 4.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述多个寄存器中的一个寄存器根据 特定 的轮常数进行 更新。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述逻辑器件所构 成的逻辑电路集成于芯 片中。 6.一种轻量级认证加密算法的实现装置， 所述轻量级认证加密算法包括S盒置换层和 线性置换层， 其特 征在于， 所述装置包括： 目标获取模块， 用于获取所述S盒置换层中的S盒查找表和/或线性置换层中的异或运 算； 析取范式模块， 用于将获取的S盒查找表和/或异或运算转化为析取范式的形式； 其中， 将获取的S盒查找表转化为析取范式的形式， 包括： 构建S盒查找表的输入值与输出值之间 的表达式， 所述表达式包括布尔运算符、 所述输入值和所述输出值； 对所述表达式中的相同 项进行优化， 得到不存在相同项的表达式， 作为析 取范式； 将获取的异或运算转化为析取范式的形式， 包括： 获取采用循环移位和异或运算所表 达的线性置换层的输入值与输出值之 间的表达式； 将所述表达式中的异或运算转化为析取 范式的形式； 以及 器件映射模块， 用于通过将所述析取范式中的逻辑运算映射为对应的逻辑器件， 得到 对应的逻辑电路。 7.根据权利要求6所述的装置， 其特征在于， 所述轻量级认证加密算法采用多个寄存器权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115037485 B 2存储状态； 所述多个寄存器在每 个周期内进行两轮更新。 8.根据权利要求6所述的装置， 其特征在于， 所述S盒置换层和线性置换层存在于所述 轻量级认证加密算法的以下阶段： 初始 化阶段、 相关数据处理阶段、 明文处理阶段和生 成认 证数据阶段； 所述初始化阶段包括采用密钥和随机数对寄存器中的状态数据进行初始化； 所述相关数据处 理阶段包括采用关联 数据对所述状态数据进行 更新； 所述明文处 理阶段包括将待加密明文注入更新后的状态数据中以得到对应密文； 所述生成认证数据阶段包括 生成认证标签进行身份认证。 9.根据权利要求7所述的装置， 其特征在于， 所述多个寄存器中的一个寄存器根据 特定 的轮常数进行 更新。 10.根据权利要求6所述的装置， 其特征在于， 所述逻辑器件所构成的逻辑电路集成于 芯片中。 11.一种轻量级认证加密算法的实现设备， 包括存储器、 处理器以及存储在所述存储器 中并可在所述处理器上运行 的计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序 时实现权利要求1至 5中任一项权利要求所述的轻量级认证加密算法的实现方法的步骤。 12.一种计算机可读存储介质， 所述存储介质中存储有指令， 当其在计算机上运行时， 使得计算机执行权利要求1至5中任一项权利要求所述的轻量级认证加密算法的实现方法 的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115037485 B 3