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《對(duì)稱密碼學(xué)及其應(yīng)用 第4章 典型分組密碼算法》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第四章典型分組密碼算法DES算法IDEA算法RC5算法AES算法DES算法DES的歷史1971IBM，由HorstFeistel領(lǐng)導(dǎo)的密碼研究項(xiàng)目組研究出LUCIFER算法。并應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域。1973美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)局征求標(biāo)準(zhǔn)，IBM提交結(jié)果，在1977年，被選為數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)。DES利用56比特串長(zhǎng)度的密鑰K來加密長(zhǎng)度為64位的明文，得到長(zhǎng)度為64位的密文DES的描述該算法主要步驟：將64位明文分組送入初始置換（IP，InitialPermutation）函數(shù)。對(duì)明文進(jìn)行初始置換。初始置換產(chǎn)生轉(zhuǎn)換塊的兩半，假設(shè)為左明文（LPT）和右明文（RPT）。每個(gè)左明文與右明文用各自的密鑰經(jīng)過16輪加密過程。
2、將左明文與右明文重接起來，對(duì)組成的塊進(jìn)行最終置換（FP，F(xiàn)inalPermutation）。這個(gè)過程的結(jié)果得到64位密文。DES主要步驟IP-初始置換最終轉(zhuǎn)換（FP）DES的一輪異或與交換DES輪函數(shù)F（）DES加密的一個(gè)例子取16進(jìn)制明文X：0123456789ABCDEF密鑰K為：133457799BBCDFF1去掉奇偶校驗(yàn)位以二進(jìn)制形式表示的密鑰是00010010011010010101101111001001101101111011011111111000應(yīng)用IP，我們得到：L0=11001100000000001100110011111111 L1=R0=111100001010
3、10101111000010101010然后進(jìn)行16輪加密。 最后對(duì)L16,R16使用IP-1得到密文：85E813540F0AB405DES的設(shè)計(jì)思想和特點(diǎn)DES的核心是S盒，除此之外的計(jì)算是屬線性的。S盒作為該密碼體制的非線性組件對(duì)安全性至關(guān)重要。S盒的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： 1.S盒不是它輸入變量的線性函數(shù)2.改變S盒的一個(gè)輸入位至少要引起兩位的輸出改變3.對(duì)任何一個(gè)S盒，如果固定一個(gè)輸入比特，其它輸入變化時(shí)，輸出數(shù)字中0和1的總數(shù)近于相等。DES的安全性對(duì)DES的批評(píng)主要集中在以下幾點(diǎn)：DES的密鑰長(zhǎng)度（56位）可能太小。DES的迭代次數(shù)可能太少。S盒中可能有不安全因素。DES的一些關(guān)鍵部分不
4、應(yīng)當(dāng)保密。3DESIDEA簡(jiǎn)介瑞士的XuejiaLai和JamesMassey于1990年公布了IDEA密碼算法第一版，稱為PES(ProposedEncryptionStandard)。為抗擊差分密碼攻擊，他們?cè)鰪?qiáng)了算法的強(qiáng)度，稱IPES（ImprovedPES)，并于1992年改名為IDEA（InternationalDataEncryptionAlgorithm，國(guó)際數(shù)據(jù)加密算法。）IDEA(Cont.)IDEA是一個(gè)分組長(zhǎng)度為64位的分組密碼算法，密鑰長(zhǎng)度為128位（抗強(qiáng)力攻擊能力比DES強(qiáng)），同一算法既可加密也可解密。IDEA的“混淆”和“擴(kuò)散”設(shè)計(jì)原則來自三種運(yùn)算，它們易于軟、
5、硬件實(shí)現(xiàn)（加密速度快）：IDEA簡(jiǎn)介(Cont.)IDEA是PGP的一部分；IDEA能抗差分分析和相關(guān)分析；IDEA似乎沒有DES意義下的弱密鑰；BruceSchneier認(rèn)為IDEA是DES的最好替代，但問題是IDEA太新，許多問題沒解決。IDEA簡(jiǎn)介(Cont.)異或運(yùn)算（）整數(shù)模216加（+）整數(shù)模216+1乘（）(IDEA的S盒）擴(kuò)散由稱為MA結(jié)構(gòu)的算法基本構(gòu)件提供。Z6F2F1Z5G1G2IDEA簡(jiǎn)介(Cont.)實(shí)現(xiàn)上的考慮使用子分組：16bit的子分組；使用簡(jiǎn)單操作（易于加法、移位等操作實(shí)現(xiàn)）加密解密過程類似；規(guī)則的結(jié)構(gòu)（便于VLSI實(shí)現(xiàn)）。IDEA加密的總體方案圖循環(huán)2循環(huán)
6、8循環(huán)1輸出變換64位密文64位明文Z1Z6Z7Z12Z43Z48Z49Z52子密鑰生成器128位密鑰Z1Z5216IDEA的密鑰生產(chǎn)56個(gè)16bit的子密鑰從128bit的密鑰中生成前8個(gè)子密鑰直接從密鑰中取出；對(duì)密鑰進(jìn)行25bit的循環(huán)左移，接下來的密鑰就從中取出；重復(fù)進(jìn)行直到52個(gè)子密鑰都產(chǎn)生出來。IDEA的解密加密解密實(shí)質(zhì)相同，但使用不同的密鑰；解密密鑰以如下方法從加密子密鑰中導(dǎo)出：解密循環(huán)I的頭4個(gè)子密鑰從加密循環(huán)10－I的頭4個(gè)子密鑰中導(dǎo)出；解密密鑰第1、4個(gè)子密鑰對(duì)應(yīng)于1、4加密子密鑰的乘法逆元；2、3對(duì)應(yīng)2、3的加法逆元；對(duì)前8個(gè)循環(huán)來說，循環(huán)I的最后兩個(gè)子密鑰等于加密循環(huán)
7、9－I的最后兩個(gè)子密鑰；RC5加密算法作者為RonRivest算法特點(diǎn)三個(gè)參數(shù)參數(shù)w：表示字長(zhǎng)，RC5加密兩字長(zhǎng)分組，可用值為16、32、64參數(shù)r：表示輪數(shù)，可用值0,1,…,255參數(shù)b：表示密鑰K的字節(jié)數(shù)，可用值0,1,…,255RC5版本：RC5-w/r/b算法作者建議標(biāo)定版本為RC5-32/12/16RC5加密算法三個(gè)基本運(yùn)算字的加法，模2w+按位異或⊕左循環(huán)移位<<<算法：A=A+S[0]；B=B+S[1]；
