37、128 位分组密码 AES 和 Camellia 的统一硬件架构

128 位分组密码 AES 和 Camellia 的统一硬件架构

1. 引言

在密码学硬件设计领域，为了提高资源利用率和降低成本，将不同的加密算法整合到统一的硬件架构中是一个重要的研究方向。本文聚焦于 128 位分组密码 AES 和 Camellia，探讨如何构建统一的硬件架构。

2. 相关基础概念

• S - 盒 ：在 AES 和 Camellia 算法中，S - 盒是关键的非线性组件，用于提供混淆特性。
  • AES 的 S - 盒 ：包括 SubBytes 和 InvSubBytes。
  • Camellia 的 S - 盒 ：有 S1、S2、S3 和 S4 四个。其中，S2 和 S3 分别是 S1 经过 1 位右旋转和 1 位左旋转得到，S4 的输入位是 S1 输入位的特定旋转。
• 置换层 ：
  • AES ：使用 MixColumns 和 InvMixColumns 进行加密和解密。
  • Camellia ：有一个 P - 函数作为置换层。

3. 统一 S - 盒的构建

3.1 构建过程

为了实现 S - 盒的共享，采用了以下步骤：
1. 初始独立实现