国际数据加密算法.doc

学院: 计算机与信息工程学院专业: 信息管理与信息系统姓名: 魏趁趁学号: 110903058 几种分组密码算法的分析与对比分组密码是将明文消息编码表示后的数字(简称明文数字)序列,划分成长度为 n的组(可看成长度为 n 的矢量) ,每组分别在密钥的控制下变换成等长的输出数字(简称密文数字)序列。下面我就搜集的几种分组密码算法进行分析对比: 一、国际数据加密算法(IDEA) IDEA 是 International Data Encryption Algorithm 的缩写,即国际数据加密算法, 它的原型是 1990 年由瑞士联邦技术学院 i和 Masse y 提出的 PES 。 1992 年 Lai和 Masse y 对 PES 进行了改进和强化,产生了 IDEA 。这是一个非常成功的分组密码,并且广泛的应用在安全电子邮件 PGP 中。 IDEA 加密算法是一个分组长度为 64 位的分组密码算法,密钥长度为 128 位, 同一个算法即可用于加密, 也可用于解密。这是基于“相异代数群上的混合运算”设计思想, 算法运用硬件与软件实现都很容易,而且比 DES 算法在实现上快的多。 IDEA 自问世以来,已经经历了大量的详细审查,对密码分析具有很强的抵抗能力,在多种商业产品中被使用。 IDEA 算法是对称密码体制中的一种基于数据块的分组加密算法, 整个算法包含子密钥产生、数据加密过程、数据解密过程三部分。该算法规定明文与密文块均为 64b ,密钥长度为 128b ,加密与解密相同,只是密钥各异,其基本工作原理如图 1 所示。图1 IDEA 工作原理 IDEA 是一种由 8 个相似圈( Round )和一个输出变换( Output Transformation )组成的迭代算法。 IDEA 的每个圈都由三种函数:模( 216+1 )乘法、模 216 加法和按位 XOR 组成。在加密之前, IDEA 通过密钥扩展( Key Expansion )将 128bit 的密钥扩展为 52Byte 的加密密钥 EK(Encryption Key ) ,然后由 EK 计算出解密密钥 DK(Decryption Key )。 EK和 DK 分为 8 组半密钥,每组长度为 6Byte ,前 8 组密钥用于 8 圈加密,最后半组密钥( 4Byte )用于输出变换。 IDEA 的加密过程和解密过程是一样的,只不过使用不同的密钥(加密时用 EK ,解密时用 DK)。密钥扩展的过程如下: (1)将 128bit 的密钥作为 EK 的前 8byte (2) 将前 8byte 循环左移 25bit ,得到下一 8byte ,将这个过程循环 7次(3) 在第 7 次循环时,取前 4byte 作为 EK 的最后 4byte (4) 至此 52byte 的 EK 生成完毕。密钥扩展的过程如表 1 所示, 为了能够清楚的看出每个 8Byte 的关系, 在表 1 中用粗线条将将每个 8Byte 划分开了。 IDEA 加密算法用了 52 个子密钥( 8 轮中的每一轮需要 6 个,其他 4 个用于输出变换) 。首先,将 128- 位密钥分成 8个 16- 位子密钥。这些事算法的第一批 8 个子密钥( 第一轮 6个, 第二轮头两个) 。然后,密钥向左环移动 x 位后再分成 8 个子密钥。