一种ZUC算法线性子部件适用于多场景的实现方法

1.一种ZUC算法线性子部件适用于多场景的实现方法，其特征在于，用于优化ZUC密码算法的线性变换硬件电路和量子电路，所述方法包括：根据ZUC算法中线性子部件的定义，构建所述线性子部件输入比特序列到输出比特序列的线性变换矩阵表达式；对所述线性变换矩阵表达式进行结构划分，将原始的大规模矩阵运算分解为至少两个独立的小规模矩阵运算，具体步骤为：根据所述线性子部件各输出比特表达式的变量依赖关系，将预设值对应数量的输出比特划分为两个互不相交的集合，其中，第一输出集合依赖于偶数下标的输入比特，第二输出集合依赖于奇数下标的输入比特；根据所述第一输出集合与所述第二输出集合，将原始的大规模矩阵运算对应分解为第一小规模矩阵运算和第二小规模矩阵运算；所述第一小规模矩阵运算和所述第二小规模矩阵运算为同纬度的矩阵运算；根据每个所述小规模矩阵设计基于原位异或运算的逻辑门级实现方案，生成位操作序列，具体步骤为：根据每个所述小规模矩阵运算通过优化搜索生成由预设的位操作构成的特定位操作序列，其中，每个位操作的操作数对应于线性变换电路的特定存储单元；根据各所述位操作序列之间的数据依赖关系，将所述逻辑门级实现方案映射为多个具有层级连接关系的物理电路模块，以使所有所述物理电路模块共同构成适用于多场景的部件结构。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位操作序列经过优化，使得整个线性子部件的实现总共需要82个原位异或操作，对应在经典电路实现中消耗82个S-XOR门，在量子电路实现中消耗82个CNOT门。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据各所述位操作序列之间的数据依赖关系，将所述逻辑门级实现方案映射为多个具有层级连接关系的物理电路模块，包括：构建若干个功能模块的层级化电路拓扑，其中，第一模块执行初步混合操作，其余功能模块根据数据依赖关系依次执行；各所述功能模块之间通过中间寄存器和选路网络连接，形成数据流向明确的部分流水线结构。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述若干个功能模块中至少有一个所述功能模块的输出端口直接连接至ZUC算法下一级处理部件的输入端口，以完成所述线性子部件与所述ZUC算法其他部件的集成。