电子学报 ›› 2017, Vol. 45 ›› Issue (10): 2521-2527.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2017.10.029

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Magpie:一种高安全的轻量级分组密码算法

李浪1,2, 李肯立2, 贺位位1, 邹祎1, 刘波涛1   

  1. 1. 衡阳师范学院计算机科学系, 湖南衡阳 421008;
    2. 湖南大学信息科学与工程学院, 湖南长沙 410082
  • 收稿日期:2013-12-12 修回日期:2016-03-20 出版日期:2017-10-25
    • 通讯作者:
    • 李浪
    • 作者简介:
    • 李肯立,男,1971年生于湖南涟源,教授,博士生导师,主要研究方向为高性能计算与信息安全.;贺位位,男,1989年生于湖南衡阳,硕士,主要研究方向为嵌入式计算与信息安全.;邹祎,女,1983年生于湖南衡阳,硕士,讲师,主要研究方向为嵌入式计算与信息安全.;刘波涛,男,1991年生于湖南攸县,主要研究方向为嵌入式计算与信息安全.
    • 基金资助:
    • 国家自然科学基金 (No.61572174); 湖南省自然科学基金 (No.2015JJ4011); 湖南省教育厅科研重点基金 (No.15A029); 湖南省科技计划项目 (No.2016TP1020)

Magpie:a High-Security Lightweight Block Cipher

LI Lang1,2, LI Ken-li2, HE Wei-wei1, ZOU Yi1, LIU Bo-tao1   

  1. 1. Department of Computer Science, Hengyang Normal University, Hengyang Hunan 421008, China;
    2. College of Information Science and Engineering, Hunan University, Changsha, Hunan 410082, China
  • Received:2013-12-12 Revised:2016-03-20 Online:2017-10-25 Published:2017-10-25
    • Supported by:
    • National Natural Science Foundation of China (No.61572174); Natural Science Foundation of Hunan Province,  China (No.2015JJ4011); Key Foundation of Education Department of Hunan Province (No.15A029); Science and Technology Project of Hunan Province (No.2016TP1020)

摘要: 论文提出了一种新的高安全轻量级密码算法,命名为Magpie.Magpie是基于SPN结构,分组长度为64位,密钥长度为96位,包含32轮运算.Magpie密码算法包括两个部分:运算部分和控制部分.运算部分,每轮运算包括五个基本运算模块:常数加,S盒变换,行移位,列混合,轮密钥加.控制部分,将密钥的第65位到96位作为Magpie加密算法的控制信号,其中密钥第65位到第80位作为S盒变换控制信号,第81位到第96位值作为列混合,行移位变换和每轮运算的控制信号.在Xilinx Virtex-5 FPGA上实现面积仅为10679 Slices,加密速率为6.4869Gb/s.

关键词: 轻量级密码, 分组密码, FPGA实现

Abstract: We present,so called,Magpie which is a new high-security lightweight block cipher.The block size of Magpie is 64 bits and the key size is 96 bits.It employs a SPN structure and consists of 32 rounds.Magpie encryption algorithm includes two parts:operation part and control part.Each operational round includes five basic modules:AddConstants,SubCells,ShiftRows,MixColumns,AddRoundKey.The control part is the key of 65 to 96 bits.65 to 80 bits of key control the SubCells.81 to 96 bits of key control the MixColumns and the ShiftRows.The control signal can control the order of the module operation.The Xilinx Virtex-5 FPGA hardware area of Magpie requires about 10679 slices and the throughout rate is 6.4869Gb/s.

Key words: lightweight cryptography, block cipher, FPGA implementation

中图分类号: