【愚公系列】2022年04月 现代密码学-IDEA
一、IDEA加解密算法的原理
64-位数据分组被分成4个16-位子分组:xl,X2,x3,x4。这4个子分组成为算法的第一轮的输入,总共有8轮。在每一轮中,这4个子分组相列相异或,相加,相乘,且与6个16-位子密钥相异或,相加,相乘。在轮与轮间,第二和第:个子分组交换。最后在输出变换中4个子分组与4个子密钥进行运算。
在每一轮中,执行的顺序如下:(以下表述中的相加指的是两个数mod 2^256 相加,例如:(a + b) mod p,其结果是a+b算术和除以p的余数,也就是说,(a+b) = kp +r,则 (a+b) mod p =r,又例如对于下列表述中的“(2)X2和第二个子密钥相加”就是指用X2与第二个子密钥的和除以2^16(即65536)后的余数。对于以下表述中的相乘,指的是:(a × b) mod p,其结果是 a × b算术乘法除以p的余数,又例如对于下列表述中的“(1)X1和第一个子密钥相乘。”就是指用X1和第一个子密钥相乘后的积除于(2^16+1)(即65537)后的余数。异或指的是不进位加法。)
(1)X1和第一个子密钥相乘。
(2)X2和第二个子密钥相加。
(3)X3和第三个子密钥相加。
(4)X4和第四个子密钥相乘。
(5)将第(1)步和第(3)步的结果相异或。·
(6)将第(2)步和第(4)步的结果相异或。
(7)将第(5)步的结果与第五个子密钥相乘。
(8)将第(6)步和第(7)步的结果相加。
(9)将第(8)步的结果与第六个子密钥相乘。
(10)将第(7)步和第(9)步的结果相加。
(11)将第(1)步和第(9)步的结果相异或。
(12)将第(3)步和第(9)步的结果相异或。
(13)将第(2)步和第(10)步的结果相异或。
(14)将第(4)步和第(10)步的结果相异或。
每一轮的输出是第(11)、(12)、(13)和(14) 步的结果形成的4个子分组。将中间两个分组分组交换(最后一轮除外)后,即为下一轮的输入。
经过8轮运算之后,有一个最终的输出变换:
(1) X1和第一个子密钥相乘。
(2) X2和第二个子密钥相加。
(3) X3和第三个子密钥相加。
(4) X4和第四个子密钥相乘。
最后,这4个子分组重新连接到一起产生密文。
产生子密钥也很容易。这个算法用了52个子密钥(8轮中的每一轮需要6个,其他4个用与输出变换)。首先,将128-位密钥分成8个16-位子密钥。这些是算法的第一批8个子密钥(第一轮六个,第二轮的头两个)。然后,密钥向左环移25位后再分成8个子密钥。开始4个用在第二轮,后面4个用在第三轮。密钥再次向左环移25位产生另外8个子密钥,如此进行D算法结束。
解密过程基本上一样,只是子密钥需要求逆且有些微小差别,解密子密钥要么是加密子密钥的加法逆要么是乘法逆。(对IDEA而言,对于模256十1乘,全0子分组用256=-l来表示,因此0的乘法逆是0)。计算子密钥要花点时间,但对每一个解密密钥,只需做一次。
- 点赞
- 收藏
- 关注作者
评论(0)