KLEIN加密算法优化研究

摘要

研究小面积实现同时兼顾加密速率的平衡优化方法,构造一个Tab盒,使S盒变换采用1×16位的空间预存储置换表Tab,通过O(1)查表效率即可实现SubBytes变换.密钥扩展采用上升沿有效的时钟控制密钥生成,因此不必等待下一时钟上升沿到来,从而减少了系统延时.将明文的S盒替换和密钥扩展的S盒替换放在同一个模块里,在模块里用同时连续赋值方式实现,从而减少寄存器的个数.把S盒、字节替换、行移位、Tab盒、列混合变换、密钥扩展基本子模块都整合到一个模块中,相比各模块单独实现减少了算法实现面积与运算时代码开销.实验表明在Xilinx Virtex-5 FPGA上实现的吞吐率达到了6.55 Gbps,面积缩减到10 277 slices.