一種改進的cbc模式3des加密方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種加密方法，尤其涉及一種改進的CBC(Chain Block Coding，密碼分組鏈接)模式3DES加密方法，屬于信息安全技術領域。
【背景技術】
[0002]DES (Data Encrypt Standard)加密算法在1976年之后被廣泛運用，很多新技術都運用了 DES加密技術。但是，隨著科學科技水平不斷提高，計算機的運算能力也大大增強，DES加密算法的缺點也暴露出來，即密鑰長度太短，很容易被暴力破解，所以已被證實為不安全的算法。
[0003]3DES (Triple DES)加密算法繼承了 DES算法特征，它通過對數(shù)據(jù)塊進行三次DES運算，密鑰從64位增加到192位，極大地增強了數(shù)據(jù)的保護能力。但采用3DES加密標準，雖然提高了數(shù)據(jù)的安全性，但運算速度降低了。
[0004]由于3DES加密算法是一個48輪的Feistel型結構，其簡單的運算過程易于在硬件上完成，在速度上硬件實現(xiàn)又比軟件占優(yōu)勢，所以3DES的算法的硬件實現(xiàn)是提高3DES算法速度的首選。
[0005]隨著下一代網(wǎng)絡協(xié)議IPV6的發(fā)展，市場上已形成IPV4網(wǎng)絡協(xié)議向IPV6網(wǎng)絡協(xié)議過渡的格局。IPV6網(wǎng)絡協(xié)議要求處理更多數(shù)據(jù)的同時又要提高數(shù)據(jù)的安全性，所以在新一代IPSEC協(xié)議下，要求3DES加密方式采用CBC模式。圖1顯示了現(xiàn)有CBC模式3DES加密方法的加密過程:第一個明文首先與初始化向量IV異或，接著用秘鑰I進行第一次DES變換，然后用秘鑰2進行第二次DES逆變換，最后用秘鑰3進行第三次DES變換后得到第一個密文；以后每個明文處理的第一步改為與前一個密文異或，其余步驟進行同樣的處理直至最后一個明文加密完成。圖2顯示了現(xiàn)有CBC模式3DES加密方法的解密過程:第一個密文首先用秘鑰I進行第一次DES逆變換，接著用秘鑰2進行第二次DES變換，然后用秘鑰3進行第三次DES逆變換，最后與初始化向量IV異或后得到第一個明文；以后每個密文處理的最后一步改為與前一個明文異或，其余步驟進行相同的處理直至最后一個密文解密完成。這種加密方法的安全性雖然提高了，但加/解密下一個數(shù)據(jù)需要等待上一個數(shù)據(jù)處理完成，每一個加/解密輸出數(shù)據(jù)都需要等待3個DES變換周期，這極大地降低了 3DES加密速度。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有CBC模式3DES加密技術的不足，提供一種改進的CBC模式3DES加密方法，可大幅提高加密速度以及數(shù)據(jù)的安全性。
[0007]本發(fā)明具體采用以下技術方案:
一種改進的CBC模式3DES加密方法，包括數(shù)據(jù)的加密和解密，
所述數(shù)據(jù)的加密，具體如下:
步驟1、將第一個明文P1與初始化向量IV異或后進行DES變換，得到數(shù)據(jù)C 11；
步驟2、將數(shù)據(jù)C11與初始化向量IV異或后進行DES逆變換，得到數(shù)據(jù)C 12;與此同時，將第二個明文匕與c η異或后進行DES變換，得到數(shù)據(jù)C 21;
步驟3、將C12與初始化向量IV異或后進行DES變換，得到數(shù)據(jù)C 13，并將數(shù)據(jù)C13作為明文P1的最終密文；與此同時，將C 21與C 12異或后進行DES逆變換，得到數(shù)據(jù)C 22;與此同時，將第三個明文匕與C 21異或后進行DES變換，得到數(shù)據(jù)C 31;
步驟4、將C22與C 13異或后進行DES變換，得到數(shù)據(jù)C 23，并將數(shù)據(jù)C23作為明文P 2的最終密文；與此同時，將C31與C 22異或后進行DES逆變換，得到數(shù)據(jù)C 32;與此同時，將第四個明文匕與C 31異或后進行DES變換，得到數(shù)據(jù)C 41；
步驟5、依此類推，直到得到最后一個明文的最終密文；
所述數(shù)據(jù)的解密，具體如下:
步驟1、將第一個密文C/進行DES逆變換后再與初始化向量IV異或，得到數(shù)據(jù)CJ ;步驟2、將CJ進行DES變換后再與初始化向量IV異或，得到數(shù)據(jù)C1/ ;與此同時，將第二個密文C2'進行DES逆變換后再與C13'異或，得到數(shù)據(jù)C22';
步驟3、將(^/進行DES逆變換后再與初始化向量IV異或，得到數(shù)據(jù)P/，并將P/作為密文(V的最終明文；與此同時，將C2/進行第二次DES變換后再與C1/異或，得到數(shù)據(jù)(:2/ ;與此同時，將第三個密文(V進行DES逆變換后再與C2?異或，得到數(shù)據(jù)C3/ ;
步驟4、將(:21'進行DES逆變換后再與C11'異或，得到數(shù)據(jù)P2'，并將P/作為密文C2'的最終明文；與此同時，將C32'進行DES變換后再與C22'異或，得到數(shù)據(jù)C3/ ;與此同時，將第四個密文C4'進行DES逆變換后再與C33'異或，得到數(shù)據(jù)C4/ ;
步驟5、依此類推，直到得到最后一個密文的最終明文。
[0008]相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明所采用的內部鏈式結構使得每一次的DES變換都與上一次DES變換后的數(shù)據(jù)相關，提高了數(shù)據(jù)的安全性；
本發(fā)明所采用的流水線結構只需要讓第一個加/解密輸出數(shù)據(jù)等待3個DES運算周期，之后的每個DES運算周期都會有一個加/解密數(shù)據(jù)輸出，大大加快了數(shù)據(jù)處理速度。
【附圖說明】
[0009]圖1為現(xiàn)有CBC模式3DES加密方法的加密過程原理示意圖；
圖2為現(xiàn)有CBC模式3DES加密方法的解密過程原理示意圖；
圖3為本發(fā)明方法的加密過程原理示意圖；
圖4為本發(fā)明方法的加密過程原理示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明:
本發(fā)明的思路是將鏈式結構應用于3DES算法內部，形成內部鏈式結構，即把3DES算法中每輪DES變換后的輸出數(shù)據(jù)都反饋給輸入端，作為下一個輸入數(shù)據(jù)的初始化向量；同時對3DES算法進行流水線改進，提高各DES子模塊的復用率，進而有效提高算法處理效率。
[0011]圖3、圖4分別顯示了本發(fā)明加密方法的加密、解密過程，其均采用硬件實現(xiàn)方式。如圖3所示，本發(fā)明的加密過程具體如下:
I)在第一個DES變換周期內，將第一個明文？1與初始化向量IV異或并由寄存器(DFF)I寄存后用秘鑰I進行第一次DES變換，得到第一次DES變換數(shù)據(jù)C11。
[0012]2)在第二個DES變換周期內，將C11再次與初始化向量IV異或并由寄存