Hummingbird加密算法

2022-10-28

Hummingbird加密算法是一种轻量级的加密算法，它所需的实现面积小、功耗低，更能满足低成本无源RFID安全标签在响应时间和功耗方面的实际应用要求。

一、Hummingbird加密算法的密钥长度

Hummingbird加密算法的密钥长度为256bit，明文长度16bit。此外，算法结构还包括4个16bit内部状态寄存器RSi (1,2,3,4）和一个16bit线性反馈移位寄存器。

二、Hummingbird加密算法的内部构成

Hummingbird加密算法主要由内部状态寄存器初始化和块加密2个过程构成，如图所示，其中，田代表2¹⁶模加；PT为待加密的明文；CT为加密后的密文；EK为Hummingbird加密算法的核心模块。

Hummingbird加密算法

三、Hummingbird加密算法加密流程：

（1）内部状态寄存器初始化阶段。RS首先载入随机数nonce，进行4轮如图（a）所示的运算，数据输入为RS1和RS3的2¹⁶模加。每轮运算结束，RSi都会被更新次，第4轮运算结束后，RS中的值就是初始化后的值，运算得到的结果CT用来初始化LFSR。

（2）块加密阶段。这一阶段的运算与前一阶段相似，只需进行一轮如图（b）所示的运算，且此时的数据输入是待加密的16bit明文RT，RSi是前一阶段初始化的值。加密结束后，RS再次被更新，用于下一次明文文件加密。

四、Hummingbird加密算法EK结构图

Hummingbird加密算法核心模块EK的结构如图所示。EK是一个典型的代换一置换加密结构，加密块大小为16bit，密钥为64bit。其加密过程由4轮常规变换和一轮最终变换构成。一轮常规变换由密钥混合、代换和置换3个操作构成，最终变换只包括密钥混合和代换。代换过程由4个4bit输入的s盒完成，置换过程为如下线性变换：

D＝（D＝6）+（D＝10）

Hummingbird加密算法